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.
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.
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.
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.
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.
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.
V přídavném modulu RF-STEEL Surfaces lze znázornit také napětí, která jsou důležitá pro posouzení svarů například podle EN 1993-1-8, obr. 4.5. Při vyhodnocení složek napětí je třeba vzít v úvahu uspořádání lokálního osového systému xyz ploch.
Posouzení boulení desek s výztuhami je speciálním úkolem pro inženýry. DIN EN 1993-1-5 stellt für diese Herausforderung drei Berechnungsverfahren zur Verfügung:Methode der wirksamen Querschnitte, [1], Kap. 4-7Methode der reduzierten Spannungen, [1], Kap. 10Berechnungen mit der Finite-Element-Methode (FEM), [1], Anhang C
V následujícím příspěvku posoudíme prostý nosník namáhaný na ohyb a tlak v přídavném modulu RF-/STEEL EC3 podle EN 1993-1-1. Jakožto nosník s náběhem se jedná o nestejnoměrný konstrukční prvek, a je ho tudíž třeba posoudit obecnou metodou podle článku 6.3.4 normy EN 1993‑1‑1 anebo podle teorie druhého řádu. Obě možnosti nyní prověříme a porovnáme. V případě analýzy druhého řádu lze přitom navíc uplatnit metodu dílčích vnitřních sil, Proto je posouzení rozděleno do tří kroků: posouzení podle čl. 6.3.4 normy EN 1993-1-1 (obecná metoda), posouzení podle teorie druhého řádu, pružné (analýza vázaného kroucení), posouzení podle teorie druhého řádu, plastické (analýza vázaného kroucení a metoda dílčích vnitřních sil)
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.
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.
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).
Základ pro posouzení konstrukcí na boulení metodou účinných šířek, resp. metodou redukovaných napětí představuje výpočet kritického zatížení konstrukce, dále již jen LAB (lineární analýza boulení). V našem příspěvku popíšeme analytický výpočet součinitele kritického zatížení a využití metody konečných prvků (MKP).
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.
V nabídce programů společnosti Dlubal Software najdeme řadu přídavných modulů, které umožňují posoudit spoje v ocelových a dřevěných konstrukcích. Přídavný modul RF‑/JOINTS Steel - Column Base slouží k posouzení patek kloubově uložených nebo vetknutých ocelových sloupů. Rozhodující úlohu pro hospodárný a bezpečný návrh patky sloupu má výběr upevnění, geometrie základu a materiálů.
Koutový svar je zdaleka nejčastější typ svaru, který se používá v ocelových konstrukcích. Jak se uvádí v EN 1993‑1‑8, 4.3.2.1 (1) [1], koutové svary lze použít na spoje částí, jejichž natavené plochy svírají úhel mezi 60° a 120°.
Při posouzení ohybově tuhých spojů z I-nosníků se spoj rozloží na jednotlivé části. Pro tyto základní komponenty přípoje jsou k dispozici samostatné kalkulačky pro výpočet únosnosti a tuhosti. V programech RFEM a RSTAB lze rámové spoje posuzovat pomocí přídavného modulu RF-/FRAME-JOINT Pro.
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.
Po analýze v modulu RF-/STEEL AISC lze vlastní tvary pro sady prutů zobrazit graficky v samostatném okně. Select the relevant set of members in the result window and click the [Mode Shapes] button.
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.
V tomto příkladu se stanoví návrhová únosnost čelní desky podle EN 1993-1-8 [1]; ostatní komponenty zde popisovány nejsou. Für die Kontrolle der Ergebnisse wurden die Abmessungen des Anschlusses IH 3.1 B 30 24 der Typisierten Anschlüsse [2] verwendet. Als Material wird S 235 verwendet und Schrauben mit der Festigkeit 10.9.
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.
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].
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.
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.
Pro posouzení kloubového spoje s čelní deskou nabízí program RFEM následující možnosti. Zaprvé můžeme použít modul RF-JOINTS Steel - Pinned, který nám nabízí jednoduché a rychlé zadání příslušných parametrů a následné sestavení dokumentace včetně obrázků. Zadruhé můžeme takový přípoj modelovat individuálně v programu RFEM a výsledky adekvátně vyhodnotit, respektive ručně posoudit. V následujícím příkladu si popíšeme zvláštnosti takového modelování a pro názornost porovnáme smykové síly ve šroubech s příslušnými výsledky z modulu RF-JOINTS Steel - Pinned.
Spoje s deskou na stojině jsou oblíbenou formou kloubových ocelových spojů a běžně se používají u příčných nosníků v ocelových konstrukcích. Lze je bez problému použít pro spoj nosníků se stejnou horní hranou jako například u pracovních plošin. Výroba v dílně ani montáž na místě stavby nejsou zpravidla nijak náročné. Posouzení se zdá být opravdu jednoduché a rychlé, což je ovšem poněkud relativní, jak se následně ukáže. Přípoj lze v zásadě navrhnout jako kloubový spoj nosníku na nosník anebo kloubový spoj nosníku na sloup, přičemž první případ je v praxi mnohem častější.
Tento článek se zabývá tuhostí normovaných styčníků podle norem DSTV (Německý svaz pro ocelové konstrukce)/DASt (Německý výbor pro ocelové konstrukce), které se často používají v ocelových konstrukcích, a jejich vlivem na statickou analýzu a výsledky posouzení podle DIN EN 1993 -1-1.
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.