Z konstrukčních důvodů jsou smykové přípoje obvykle tvořeny deskami nebo úhelníky. Hlavní a vedlejší nosníky umístěné na horním okraji vyžadují zářezy nebo dlouhé desky. Kloubové spoje s čelní deskou jsou často přivařeny ke stojině.
V lednu 2015 použila komise DIN NA 005-08-23 Ocelové mosty úpravu v rovnici 10.5 normy DIN EN 1993-1-5. Es handelt sich hierbei um die Interaktion von Längs- und Querdruck im Beulnachweis. Diese Interaktionsgleichung sieht nun den Hilfsfaktor V vor, welcher sich aus den Abminderungsfaktoren der Längs- und Querspannungen berechnet.
Stanovení vlastního kmitání i analýza spektra odezvy se provádějí vždy na lineárním systému. Pokud v systému existují nelinearity, jsou linearizovány, a tudíž se nezohledňují. Mohou to být například tahové pruty, nelineární podpory nebo nelineární klouby. V tomto článku ukážeme, jak s nimi zacházet při dynamické analýze.
Diagonály zdvojených úhelníků se mimo jiné používají při stavbě trubkových mostů a u příhradových nosníků. Obvykle jsou vystaveny tahu, musí ale také přenášet tlakové síly. Besonders wenn die Diagonalen sehr schlank sind, sollte auch Biegung aus Eigengewicht berücksichtigt werden.
Posouzení na boulení příčných a podélných výztuh s otevřeným průřezem je popsáno v DIN EN 1993-1-5, Kapitola 9. Dabei wird zwischen einer vereinfachten und einer genauen Methode unterschieden, welche die Wölbsteifigkeit des Beulfeldes berücksichtigt. Vereinfachend gilt die Gleichung 9.3 der DIN EN 1993-1-5. Wird die Wölbsteifigkeit der Steife mit berücksichtigt, sollte entweder Gl. 9.3 oder Gl. 9.4 erfüllt werden. Beide Nachweise sind in FE-BEUL implementiert.
Stabilitu zde uvažovaného ocelového rámu lze posoudit v přídavném modulu RF-/STEEL EC3 obecnou metodou podle EN 1993-1-1, čl. 6.3.4. V prvním ze tří příspěvků předvedeme výpočet násobitele návrhových zatížení, který je pro posouzení nezbytný. Tímto násobitelem se stanoví pružná kritická síla s deformacemi z roviny hlavní nosné konstrukce.
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.
Výhodou addonu Ocelové přípoje v programu RFEM 6 je, že lze ocelové přípoje posuzovat pomocí konečně-prvkového modelu, který se vytváří automaticky na pozadí. Zadání komponent ocelového přípoje, na základě kterého se vytváří model, lze provést ručně, nebo pomocí dostupných šablon v databázi. Ta druhá metoda je popsána v předchozím příspěvku v databázi znalostí s názvem „Zadání komponent ocelového styčníku pomocí databáze“. O zadání parametrů pro posouzení ocelových přípojů pojednáváme v odborném článku „Posouzení ocelových přípojů v programu RFEM 6 “.
Při optimalizaci průřezů v přídavných modulech lze kromě profilů ze stejné řady, jako je původní profil, vybírat také z libovolně definovaných seznamů oblíbených průřezů.
RF-/DYNAM Pro Equivalent Loads umožňuje stanovit náhradní seizmická zatížení metodou multimodálního spektra odezvy. V uvedeném příkladu byl proveden výpočet pro oscilátor s více hmotami.
Modul RF-/STEEL EC3 umožňuje uživatelům posuzovat stabilitu ocelových konstrukcí nejen podle článků 6.3.1 až 6.3.3 normy EN 1993-1-1, ale také obecnou metodou podle 6.3.4 téže normy.
Prostý nosník s vidlicovým uložením posoudíme v souladu s doporučeními Eurokódu 3 a následně podle AISC. Jestliže nosník nedosáhne požadované únosnosti, bude třeba ho stabilizovat.
V našem příspěvku porovnáme kritickou sílu pro klopení nebo případně kritický moment vzpěru nosníku o jednom poli stanovené při posouzení stability různými metodami.
Stanovení vlastního kmitání i analýza spektra odezvy se provádějí vždy na lineárním systému. Pokud v systému existují nelinearity, jsou linearizovány, a tudíž se nezohledňují. V praxi se velmi často používají přímé tahové pruty. V našem příspěvku vysvětlíme, jak je lze přibližnou metodou správně zohlednit při dynamické analýze.
Tento příklad je popsán v odborné literatuře [1] jako příklad 9.5 a v publikaci [2] jako příklad 8.5. U posuzovaného hlavního nosníku plošiny je nutné posoudit klopení. Jedná se o symetrický konstrukční prvek. Posouzení stability tedy může proběhnout podle článku 6.3.2 EN 1993-1-1. Vzhledem k jednoosému ohybu by se posouzení mohlo provést také obecnou metodou podle článku 6.3.4. Stanovení součinitele kritického zatížení na idealizovaném modelu prutu se má ovšem navíc v rámci výše zmíněných metod ověřit pomocí MKP modelu.
Modální analýza je výchozím bodem pro dynamickou analýzu konstrukcí. Lze v ní stanovit hodnoty vlastního kmitání, jako jsou vlastní frekvence, vlastní tvary, modální hmoty a faktory účinných modálních hmot. Tyto výsledky lze použít pro posouzení kmitání nebo je lze použít pro další dynamickou analýzu (například zatížení spektrem odezvy).
Při vnášení a přenosu vodorovných zatížení například větrem nebo zemětřesením dochází ve 3D modelech stále častěji ke komplikacím. Abychom potížím předešli, navrhují některé normy (například ASCE 7, NBC) zjednodušit model pomocí rovin, které rozdělují vodorovné zatížení na nosné konstrukční prvky, samy ovšem nemohou přenášet žádný ohyb (takzvaná „diafragmata“).
V tomto příspěvku představíme základy používání addonu Vázané kroucení (7 stupňů volnosti). Tento addon je plně integrován do hlavního programu a umožňuje při výpočtu prutových prvků zohlednit deplanaci průřezu. V kombinaci s addony Stabilita konstrukce a Posouzení ocelových konstrukcí lze provést posouzení na klopení s vnitřními silami analýzou druhého řádu při zohlednění imperfekcí.
Na názorném příkladu si ukážeme, čeho je třeba si všímat, pokud při návrhu sloupu na ohyb a tlak vycházíme z vnitřních sil z kombinací zatížení anebo z kombinací výsledků.
Podle EN 1993‑1‑1 [1] je třeba ve výpočtech zpravidla zohlednit ekvivalentní geometrické imperfekce, jejichž hodnoty mají vyjadřovat možné účinky všech typů imperfekcí. Norma EN 1993-1-1, odstavec 5.3, stanoví základní imperfekce pro globální analýzu rámů a také imperfekce prutů.
Pomocí přídavných modulů RF-STABILITY a RSBUCK pro RFEM a RSTAB lze provést analýzu vlastních čísel pro rámové konstrukce a stanovit tak kritické součinitele zatížení včetně tvarů boulení. Je možné určit několik způsobů boulení. Poskytují informace o modelových oblastech ohrožených stabilitou.
Přídavný modul RF-/STEEL EC3 automaticky načítá z vlastností průřezu křivku vzpěrné pevnosti, která se použije pro posouzení průřezu na vzpěr. Zejména u obecných průřezů, ale i ve zvláštních případech, lze v zadání její přiřazení ručně upravit.
Vstupní dialogy přídavného modulu RF-/STEEL EC3 se liší při posouzení rovinného vzpěru a při posouzení na klopení. Níže popíšeme na konkrétním příkladu parametry pro klopení.
Součinitele kritického zatížení a příslušné vlastní tvary libovolné konstrukce lze efektivně stanovit v programech RFEM a RSTAB pomocí přídavného modulu RF-STABILITY nebo RSBUCK (lineární řešič vlastních čísel nebo nelineární analýza).
Při stabilitní analýze pro posouzení metodou náhradního prutu podle EN 1993-1-1, AISC 360, CSA S16 a dalších mezinárodních norem je třeba zohlednit návrhovou délku (tedy vzpěrnou délku prutů). V programu RFEM 6 lze vzpěrnou délku stanovit ručně přiřazením uzlových podpor a součinitelů vzpěrné délky nebo ji lze také převzít z posouzení stability. Obě možnosti předvedeme v našem příspěvku na výpočtu vzpěrné délky rámové stojky z obrázku 1.
Rozšíření RF-/STEEL Warping Torsion přídavného modulu RF-/STEEL EC3 umožňuje posuzovat pruty s asymetrickými průřezy. Nová funkce je do tohoto modulu zcela integrována a lze ji aktivovat pro sady prutů.