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.
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.
Metoda Stabilitních účinků v pružné analýze uvedená v kanadské normě CSA S16:19, příloze O.2 je alternativní možností ke zjednodušené metodě posouzení stability podle kapitoly 8.4.3. V tomto článku popíšeme požadavky přílohy O.2 a použití v programu RFEM 6.
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 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.
Velmi malé torzní momenty v posuzovaných prutech často brání určitým typům posouzení. Aby bylo možné je zanedbat a provést tato posouzení, lze v modulu RF-/STEEL EC3 definovat mezní hodnotu, od které se zohlední smyková napětí od kroucení.
Stabilita konstrukce není při posouzení ocelových konstrukcí novým aspektem. Kanadská norma pro návrh oceli CSA S16 a její nejnovější verze z roku 2019 nepředstavují výjimku. Podrobné požadavky na stabilitu lze řešit buď zjednodušenou metodou stabilitní analýzy podle článku 8.4.3, nebo nově v normě 2019 metodou stabilitních účinků v pružné analýze v příloze O.
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.
Při optimalizaci průřezů v přídavných modulech lze kromě profilů ze stejné řady, jako je původní profil, vybírat také z libovolně definovaných seznamů oblíbených průřezů.
V tomto příspěvku posoudíme konstrukční prvky a průřezy svařovaného příhradového vazníku v mezním stavu únosnosti. Dále analyzujeme deformace v mezním stavu použitelnosti.
Pružné deformace konstrukčního prvku vlivem zatížení vycházejí z Hookova zákona, který popisuje lineární vztah mezi napětím a přetvořením. Jsou vratné: Po odlehčení se konstrukční prvek vrací do původního tvaru. Plastické deformace ovšem vedou k nevratným změnám tvaru. Plastická přetvoření jsou zpravidla podstatně větší než pružné deformace. Při plastickém namáhání tažných materiálů, jakým je ocel, dochází k jejich zplastizování, při němž je nárůst deformace doprovázen zpevněním. Vedou k trvalým deformacím - a v extrémních případech k porušení konstrukčního prvku.
V tomto příspěvku se zabýváme posouzením stability střešní vaznice, která je pro co nejnižší výrobní náklady bez výztuh připojena pomocí šroubového spoje na dolní pásnici.
V našem příspěvku posoudíme kyvnou stojku v přídavném modulu RF-/STEEL EC3 podle EN 1993-1-1. Stojka je ve svém středu namáhána osovou silou a na její hlavní osu působí liniové zatížení.
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.
Posouzení požární odolnosti lze provést v modulu RF-/STEEL EC3 podle EN 1993-1-2. Posouzení se provádí zjednodušenou metodou na úrovni mezního stavu únosnosti. Jako požární ochranu lze přitom zvolit buď nátěry či obklady s různými fyzikálními vlastnostmi. Pro stanovení teploty plynů lze zvolit normovou teplotní křivku, křivku vnějšího požáru nebo uhlovodíkovou křivku.
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.
V našem příspěvku porovnáme kritickou sílu pro klopení nebo případně kritický moment vzpěru nosníku o jednom poli stanovené při posouzení stability různými metodami.
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.
Při návrhu sloupů nebo nosníků z oceli je zpravidla třeba provést posouzení průřezů a stabilitní analýzu. Pro posouzení stability musí uživatel obvykle na rozdíl od posouzení průřezů zadat další vstupní údaje. Vzhledem k tomu, že prut je do jisté míry vyčleněn z konstrukce, je třeba blíže specifikovat podporové podmínky. Je to důležité především pro stanovení pružného kritického momentu při klopení Mcr. Dále je třeba zadat také správné vzpěrné délky Lcr, které jsou zapotřebí pro interní výpočet štíhlostních poměrů.
V našem příspěvku se budeme věnovat posouzení stability tlačeného ocelového sloupu podle EN 1993-1-1, čl. 6.3.1. Dále prověříme různé varianty s cílem optimalizovat použití oceli.
Anhand eines Verifikationsbeispiels soll die Bemessung eines torsionsbeanspruchten Trägers nach AISC Design Guide 9 gezeigt werden. Die Bemessung erfolgt mit dem Zusatzmodul RF-STAHL AISC und der Modulerweiterung RF-STAHL Wölbkrafttorsion mit sieben Freiheitsgraden.
V programu SHAPE-THIN lze části stěn s podélnými výztuhami posoudit podle článku 4.5 normy EN 1993-1-5. U stěn s podélnými výztuhami se mají uvážit účinné plochy lokálního boulení různých subpanelů mezi výztuhami a účinné plochy celkového boulení vyztuženého panelu.
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.
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 6.3.3 ČSN EN 1993-1-1. Vzhledem k jednoosému ohybu by se posouzení mohlo provést také obecnou metodou podle článku 6.3.4. Stanovení Mcr na idealizovaném modelu prutu se má ovšem v rámci výše zmíněných metod ověřit pomocí MKP modelu.
Boulení skořepin lze považovat za nejmladší a nejméně probádanou oblast stabilitních výpočtů staveb. Důvodem není ani tak nedostatek výzkumné činnosti, jako spíše složitá teorie. Se zavedením a rozvojem metody konečných prvků ve stavebně technické praxi již mnoha odborníkům nepřipadá nutné zabývat se komplikovanou teorií boulení skořepin. K jakým problémům a chybám to může vést, velmi dobře shrnují Knödel a Ummenhofer [1].
Verzí X.11 byly přepracovány možnosti filtrování malých tlakových sil, respektive momentů pro posouzení stability v přídavném modulu RF‑/STEEL EC3. Úprava těchto možností filtrování v záložce "Stabilita" dialogu "Detaily" umožňuje transparentní práci v modulu, protože jsou nyní nezávislé na posouzení.
Podle EN 1993-1-1 [1] třeba ve výpočtech zpravidla zohlednit ekvivalentní geometrické imperfekce, jejichž hodnoty mají vyjadřovat možné účinky všech typů imperfekcí. V článku 5.3 normy EN 1993-1-1 jsou uvedeny zásadní imperfekce pro posouzení celé konstrukční soustavy i imperfekce jednotlivých prvků.