Vytvoření validačního příkladu pro výpočetní dynamiku tekutin (CFD) je rozhodujícím krokem pro zajištění přesnosti a spolehlivosti výsledků simulace. Tento proces zahrnuje porovnání výsledků CFD simulací s experimentálními nebo analytickými daty z reálných scénářů. Cílem je prokázat, že CFD model může věrně simulovat modelované fyzikální jevy. Tento návod popisuje základní kroky při vytváření validačního příkladu pro CFD simulaci, od výběru vhodného fyzikálního scénáře až po analýzu a porovnání výsledků. Pečlivým dodržováním těchto kroků mohou inženýři a výzkumní pracovníci zvýšit hodnověrnost svých CFD modelů a připravit cestu pro jejich efektivní použití v různých oblastech, jako je aerodynamika, letecký průmysl nebo environmentální studie.
Směr větru hraje zásadní roli při CFD (Computational Fluid Dynamics) simulaci a při statickém návrhu budov a infrastruktury. Jedná se o určující faktor pro posouzení interakce sil od větru s konstrukcemi, ovlivňující rozložení tlaků od větru a následně i odezvu konstrukce. Pochopení vlivu směru větru je nezbytné pro vypracování návrhů, které mohou odolávat proměnným silám větru a zajišťují bezpečnost a trvanlivost konstrukcí. Zjednodušeně řečeno, směr větru pomáhá vyladit CFD simulace a řídí principy návrhu pro optimální chování a odolnost proti účinkům větru.
Soulad se stavebními normami, jako je Eurokód, je nezbytný pro zajištění bezpečnosti, strukturální integrity a udržitelnosti budov a konstrukcí. V tomto procesu hraje důležitou roli numerická simulace proudění (CFD), která simuluje chování tekutin, optimalizuje návrhy a pomáhá architektům a inženýrům splnit požadavky Eurokódu na analýzu zatížení větrem, přirozené větrání, požární bezpečnost a energetickou účinnost. Začleněním CFD do procesu navrhování mohou odborníci vytvářet bezpečnější, efektivnější budovy, které splňují nejvyšší konstrukční evropské normy.
Pro vyhodnocení vlivu lokálních jevů na stabilitu štíhlých prvků nabízí programy RFEM 6 a RSTAB 9 možnost provést lineární analýzu kritického zatížení na úrovni průřezu. Následující článek se zabývá základy výpočtu a vyhodnocení výsledků.
Při navrhování ocelových konstrukcí tvarovaných za studena jsou často vyžadovány vlastní uživatelské průřezy. V programu RFEM 6 lze uživatelský průřez vytvořit pomocí některého z „tenkostěnných“ průřezů dostupných v databázi. Ostatní průřezy, které nevyhovují žádnému ze 14 dostupných průřezů tvarovaných za studena, lze vytvořit a načíst ze samostatného programu RSECTION. Obecné informace o posouzení oceli podle AISI v programu RFEM 6 najdete v článku databáze znalostí v odkazu na konci této stránky.
Velikost výpočetní oblasti (velikost větrného tunelu) je důležitým aspektem simulace větru, který má významný vliv na přesnost, ale i náklady na CFD simulaci.
V programu RFEM 6 je nyní k dispozici posouzení ocelových prutů tvarovaných za studena podle AISI S100-16. K tomuto posouzení se lze dostat výběrem normy „AISC 360“ v addonu Posouzení ocelových konstrukcí. Pro posouzení oceli tvarované za studena se pak automaticky vybere „AISI S100“ (obrázek 1).
Účinky od zatížení sněhem jsou popsány v americké normě ASCE/SEI 7-16 a v Eurokódu 1, části 1 až 3. Tyto normy byly implementovány do nového programu RFEM 6 a do generátoru zatížení sněhem, který umožňuje snadno vnášet zatížení sněhem. Kromě toho tato nejnovější generace programu umožňuje zadat umístění stavby na digitální mapě a odtud automaticky importovat oblast zatížení sněhem. Tyto údaje následně slouží generátoru zatížení pro aplikaci účinků zatížení sněhem.
V souladu s čl. 6.6.3.1.1 a čl. 10.14.1.2 normy ACI 318-19 a CSA A23.3-19 zohledňují redukci tuhosti betonových prutů a ploch pro různé typy prvků. Mezi typy komponent na výběr patří stěny s trhlinami i bez trhlin, ploché desky a stropy lokálně podepřené, nosníky nebo sloupy. Součinitele násobení v programu jsou převzaty přímo z tabulek 6.6.3.1.1 (a) a 10.14.1.2.
V přídavných modulech RF-/TIMBER Pro, RF-/TIMBER AWC a RF-/TIMBER CSA je možné zohlednit výslednou deformaci prutu nebo sady prutů. Kromě lokálních směrů y a z máte k dispozici možnost "R". Tak může být porovnán celkový průhyb nosníku s mezní hodnotou zadanou v normě.
Pokud máme takový dřevěný spoj, jako je na obr. 01, lze uvažovat rotační tuhost spoje. Tu lze určit pomocí modulu prokluzu spojovacího prostředku a polárního momentu setrvačnosti spoje. Přitom se zanedbává plocha spojovacích prostředků.
V přídavném modulu RF-CONCRETE Members pro RFEM nebo CONCRETE pro RSTAB se uživateli návrh výztuže vytvoří automaticky, pokud v okně 1.6 Výztuž aktivuje možnost "Provést návrh výztuže".
V případě účinků na mosty pozemních komunikací je vedle základních kombinačních pravidel podle EN 1990 třeba navíc uvažovat další kombinační podmínky, které se stanoví v EN 1991-2. Programy RFEM a RSTAB nabízejí přitom automatické vytváření kombinací, které lze aktivovat v základních údajích při výběru normy EN 1990 + EN 1991-2. Dílčí součinitele spolehlivosti a kombinační součinitele v závislosti na kategorii účinku jsou při výběru příslušné národní přílohy již předem nastaveny.
Modul RF-TIMBER CSA umožňuje navrhovat dřevěné sloupy podle CSA O86-19. Přesný výpočet únosnosti v tlaku a součinitelů přizpůsobení dřevěných prutů je důležitý pro návrh a posouzení bezpečnosti. V následujícím příspěvku bude ověřena výpočtová únosnost v tlaku v přídavném modulu RFEM TIMBER CSA krok za krokem pomocí analytických rovnic podle CSA O86-19, včetně modifikačních součinitelů sloupu, výpočtové únosnosti v tlaku a konečného využití.
V dosavadních normách se nestanovila žádná pravidla pro rozdělení zatížení sněhem na solární termické a fotovoltaické systémy, které se na střechy instalují s přizvednutím. Bylo pouze poukázáno na to, že rozdělení zatížení musí odborně zvážit statik. Až národní příloha DIN EN 1991-1-3/NA: 2019-04 přinesla konkrétní ustanovení.
Přídavný modul RF-/STEEL EC3 umožňuje používat v programu RFEM, případně RSTAB nominální křivky časové závislosti teploty. V programu jsou k dispozici normové teplotní křivky (NTK), křivky vnějšího požáru a uhlovodíkové křivky. Kromě toho se v programu nabízí možnost přímo zadat koncovou teplotu oceli.
Budovy mají často přístavby. Pokud úrovně střech nejsou ve stejné výšce, je třeba tento výškový rozdíl (přesahuje-li 0,5 m) dodatečně zohlednit v celkovém zatížení sněhem.
V běžné literatuře se uvádějí vzorce pro ruční výpočet vnitřních sil nebo deformací obvykle bez ohledu na deformaci smykem. Obzvláště v dřevěných konstrukcích se tak často deformace vlivem smykové síly podceňují.
Modul RF-TIMBER CSA umožňuje navrhovat dřevěné nosníky metodou ASD (pomocí dovolených napětí) podle normy 2014 CSA O86. Přesný výpočet únosnosti v ohybu a součinitelů přizpůsobení dřevěných prutů je důležitý pro návrh a posouzení bezpečnosti. V následujícím příspěvku ověříme výpočtovou únosnost v ohybovém momentu v přídavném modulu RFEM TIMBER CSA krok za krokem pomocí analytických rovnic podle normy CSA O86-14, včetně ohybových modifikačních součinitelů, únosnosti ohybového momentu a konečného využití.
Podle čl. 6.6.3.1.1 normy ACI 318-14 a čl. respektive čl. 10.14.1.2 normy CSA A23.3-14 se v programu RFEM zohledňuje redukce tuhosti u různých typů betonových prutových i plošných prvků. Mezi typy komponent na výběr patří stěny s trhlinami i bez trhlin, ploché desky a stropy lokálně podepřené, nosníky nebo sloupy. Součinitele násobení v programu jsou převzaty přímo z tabulek 6.6.3.1.1 (a) a 10.14.1.2.
V zásadách navrhování konstrukcí se jako základní požadavky na konstrukci uvádí dostatečná únosnost, použitelnost a trvanlivost. Konstrukce musí být navrženy tak, aby nedošlo k jejich poškození v důsledku událostí, jako je například náraz vozidla.
K vyztužení dřevěných konstrukcí se obvykle používají panely na bázi dřeva. Pruty se přitom spojují s deskovými prvky (dřevotřískové desky, OSB desky). V několika článcích popíšeme základy těchto konstrukčních řešení a také jejich výpočet v programu RFEM. V našem prvním článku se budeme zabývat základním stanovením tuhostí a dále výpočtem.
V případě velkého rozpětí jeřábové dráhy bývá vodorovné zatížení od příčení jeřábu důležité pro posouzení. V tomto příspěvku si vysvětlíme vznik těchto sil a také ukážeme správné zadání v programu CRANEWAY. Popíšeme přitom teoretické pozadí i praktická hlediska.
Zatížení větrem se řídí Eurokódem 1 - Zatížení konstrukcí - Část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem. Národně stanovené parametry jednotlivých zemí najdeme v národních přílohách.