Zpět do databáze znalostí
79x
002018
Dipl.-Ing. Juliane Stopper-Akdag
4.8.2026

Metoda edometrického modulu přetvárnosti v RFEM 6

Metoda ztuhlostního modulu je spolehlivá, normativně uznávaná a výpočtově efektivní metoda pro zohlednění interakce půdy a stavební konstrukce při analýzách konstrukcí, předtím než se přistoupí ke komplexním plně propojeným geotechnickým FEM modelům. V tomto odborném článku je na příkladu vysvětlena aplikace metody ztuhlostního modulu v RFEM 6.

Teoretické základy

Metoda edometrického modulu přetvárnosti zobrazuje vzájemné ovlivňování mezi základovou deskou a podložím prostřednictvím iterativního spojení napětí v základové půdě, sedání a modulu reakce podloží.

Výchozím bodem jsou hodnoty modulu reakce podloží, se kterými se provede první výpočet MKP pro stanovení rozdělení napětí v základové půdě. Následně se spočítá sedání v elastickém poloprostoru podle Boussinesqa, přičemž se napětí integrují po vrstvách. Z nich se odvodí aktualizované svislé a smykově působící moduly reakce podloží, pro které se provede další výpočet MKP. Iterace se opakuje tak dlouho, dokud změny sedání a napětí neklesnou pod práh konvergence.

Podrobnější informace k tomuto tématu naleznete v online manuálu pro addon Geotechnická analýza:

Předmět analýzy

Pro zobrazenou základovou desku se má provést statická analýza se zohledněním interakce konstrukce s podložím za použití metody edometrického modulu přetvárnosti.

Zobrazení základové desky, zatížené a analyzované pomocí metody modulu tuhosti v odborném článku č. 2018.
Základová deska se zatíženími

Modelování podloží

Zadání skladby zeminy se provádí v následujících krocích

  • Vytvoření půdních materiálů na základě knihovního materiálu
  • Popis skladby zeminy pomocí vrtných profilů
  • Vytvoření půdního masivu.

Následující série obrázků stručně a jasně shrnuje celý postup. Podrobný popis postupu naleznete v technickém článku KB 1699 | Vytvoření zemního tělesa ze vzorků zeminy v programu RFEM 6:

Půdní profily a přehled navigátorů pro definice materiálu, vrtaného profilu a půdního masivu.
Skladba podloží s definicí materiálu, vrtnými profily a masivem podloží

1. Metoda edometrického modulu přetvárnosti jako typ modelování podloží

Základem pro použití metody edometrického modulu přetvárnosti je půdní masiv.

V poli „Typ modelování podloží” půdního masivu lze následně vybrat numerickou metodu pro modelování podloží.

V rozbalovací nabídce se zvolí metoda edometrického modulu přetvárnosti (1).

Zobrazí se dodatečná sekce "Nastavení" (2), ve které jsou shrnuta další nastavení a možnosti.

Vstupní dialog pro sílu půdy zobrazuje metodu modulu tuhosti jako typ reprezentace půdy se samostatnými nastaveními.
Výběr metody modulu ztuhnutí v dialogu půdního masivu

2. Plocha(y), která(é) se mají podepřít

V nastavení pro metodu edometrického modulu přetvárnosti se provede přiřazení ploch, které se mají podepřít. V tomto příkladu se pro další nastavení převezmou výchozí nastavení.

Zadání lze potvrdit tlačítkem „OK”. Skladba zeminy je nyní dokončena.

Dialogové nastavení pro přiřazení uložených ploch v metodě modulu tuhosti v programu RFEM 6.
Dialog pro zadání Plošná podpora

3. Vygenerované podepření

Metoda edometrického modulu přetvárnosti generuje plošnou podporu a také liniové podpory na okrajových liniích.

Vytvořené podpory jsou uvedeny v typech pro plochy resp. linie a jsou na modelu graficky znázorněny. Součinitele podepření se stanoví v rámci statické analýzy.

Základová deska s plošnými podporami a liniovými podporami vytvořenými metodou modulů tuhosti
Základová deska s podporami ploch a linií

Analýza

V tomto příkladu se mají kombinace zatížení generovat generátorem kombinací tak, aby se metoda edometrického modulu přetvárnosti provedla vždy pro kombinace kvazistálé návrhové situace.

Pro všechny ostatní návrhové situace se má podepření převzít z příslušné kvazistálé kombinace.

To se příslušně nastaví v generátoru kombinací, jak ukazuje následující série obrázků.

Zobrazení elastických koeficientů podpor pro kvazi-stálý výběr v generátoru
Výběr kvazi-stálých elastických podporových součinitelů

Vygenerované kombinace zatížení jsou příkladně znázorněny v následující sérii obrázků.

Metoda edometrického modulu přetvárnosti je aktivní pro všechny kombinace zatížení kvazistálé situace. Pro všechny kombinace ostatních návrhových situací bylo naproti tomu nastaveno převzetí podepření z příslušné kvazistálé kombinace zatížení. Pro tyto kombinace se provede statická analýza bez metody edometrického modulu přetvárnosti.

Nyní lze model vypočítat.

Tip

Nastavení analýzy V případě potřeby lze v nastavení pro statickou analýzu v sekci "Geotechnická analýza" řídit kritéria konvergence a také maximální počet iterací.

Výsledky

Po statické analýze lze ve výsledkovém navigátoru pro plochy vybrat výsledek "Součinitel pružné podpory", takže se graficky zobrazí stanovené hodnoty modulu reakce podloží Cu,z, Cvx,z resp. Cv,yz, jak je znázorněno na následujícím obrázku.

Základová deska s plošnými podporami vytvořenými metodou modulu tuhosti
Základová deska s moduly podloží plošné podpory

Dále lze v podporových reakcích vybrat výsledek pro "Součinitel pružné podpory" liniových podpor a zobrazit ho tak v grafice.

Vizualizace součinitelů podpory na okrajích konstrukce vypočtených pomocí metody modulu tuhosti
Grafické znázornění součinitelů podpor na okrajových liniích
Tip

Podporové reakce v rovině x-y Existuje možnost zobrazit výsledek liniové podpory v rovině x-y. Toto nastavení naleznete ve spodní části výsledkového navigátoru v sekci "Podporové reakce".

Závěr

Pomocí metody edometrického modulu přetvárnosti lze efektivně zohlednit interakci konstrukce s podložím, čímž lze výrazně zlepšit kvalitu výsledků metody konečných prvků ve srovnání s konstantním plošným modulem reakce podloží.

Autor

Juliane pracuje v oddělení Product Engineering se zaměřením na geotechniku a své odborné znalosti uplatňuje také v Customer Support. Spojuje vývoj s prakticky orientovanými řešeními.

;