Větrolamy jsou speciální tkaninové konstrukce, které chrání životní prostředí před škodlivými chemickými částicemi, omezují větrnou erozi a pomáhají zachovat cenné zdroje. Programy RFEM a RWIND se používají pro analýzu větrolamů jako programy pro jednosměrnou interakci proudění a konstrukce (FSI). V tomto příspěvku ukážeme, jak lze provést statické posouzení větrolamů pomocí programů RFEM a RWIND.
Přídavný modul RF-STABILITY stanovuje součinitele kritického zatížení, vzpěrné délky a vlastní tvary RFEM modelů. Stabilitní analýzu lze provádět různými metodami vlastních čísel, které mají své výhody v závislosti na konfiguraci systému a počítače.
Při statické analýze konstrukcí ohrožených ztrátou stability v modulech RF‑STABILITY (pro RFEM) nebo RS‑BUCK (pro RSTAB) je někdy nutné aktivovat vnitřní dělení prutů.
Funkce, zvaná též posouvání, umožňuje počítat součinitele přírůstku zatížení od libovolně zvolené počáteční hodnoty. Součinitele kritického zatížení se zpravidla počítají od nejmenší po největší hodnotu součinitele přírůstku zatížení.
Přerušení výpočtu kvůli nestabilní konstrukci může mít různé příčiny. Na jedné straně to může ukazovat na "skutečnou" nestabilitu vlivem přetížení systému, ale na druhé straně mohou být za toto chybové hlášení odpovědné i nepřesnosti v modelování.
Pokud je prut příčně podepřen proti vybočení vlivem tlakové osové síly, je třeba zajistit, aby příčné podepření bylo skutečně schopné zabránit vybočení. V našem příspěvku se tak budeme zabývat stanovením ideální tuhosti pružiny u příčné podpory pomocí Winterova modelu.
V předchozím článku Klopení dřevěných konstrukcí | Příklady 1 jsme na jednoduchých příkladech předvedli praktický postup při stanovení kritického ohybového momentu Mcrit nebo kritického ohybového napětí σcrit pro klopení ohybového nosníku. V tomto příspěvku stanovíme kritický ohybový moment s přihlédnutím k pružnému uložení v důsledku ztužení.
V článku Klopení dřevěných konstrukcí | Teorie přibližujeme teoretická východiska pro analytickou metodu stanovení kritického ohybového momentu Mcrit, respektive kritického ohybového napětí σcrit pro klopení ohybového nosníku. V následujícím příspěvku na příkladech ověříme analytické řešení výsledkem analýzy vlastních čísel.
Pomocí přídavného modulu RF-STABILITY, případně RSBUCK hlavního programu RFEM nebo RSTAB lze provést analýzu vlastních čísel pro prutové konstrukce a stanovit součinitele vzpěrné délky. Součinitele vzpěrné délky lze následně použít pro posouzení stability.
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].
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).
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).
Jako alternativu k metodě náhradního prutu se v tomto příspěvku podíváme na to, jak stanovit vnitřní síly ve stěně náchylné na boulení podle teorie druhého řádu se zohledněním imperfekcí a následně provést posouzení průřezu na ohyb a tlak.
V tomto příspěvku předvedeme posouzení metodou náhradního prutu podle [1], kap. 6.3.2 na příkladu stěny z křížem lepeného dřeva z článku 1, které hrozí při vzpěru vybočení. Posouzení na vzpěr přitom provedeme jako posouzení napětí v tlaku s redukovanou pevností v tlaku. Pro toto posouzení vypočítáme součinitel vzpěrnosti kc, který závisí především na štíhlosti konstrukčního prvku a způsobu uložení.
V zásadě lze konstrukční prvky z křížem lepeného dřeva posuzovat v přídavném modulu RF‑LAMINATE. Protože se jedná čistě o pružnou analýzu napětí, je třeba dodatečně uvážit vzpěr a klopení.
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.
V tomto příspěvku ověříme stanovené vlastní tvary nebo součinitele kritického zatížení předchozích prutových konstrukcí pomocí konečně-prvkového modelu v programu RFEM (ploché prvky) a RF-STABILITY.
V našem dřívějším příspěvku na toto téma jsme se zabývali nestabilitami, které se mohou vyskytnout, pokud použijeme tahové pruty. Příklad, který jsme si ukázali, se dotýkal především vyztužení stěn. Chybová hlášení, kterými nás program upozorňuje na nestabilitu, se mohou ovšem také týkat uzlů v oblasti nosníků. Zvláště náchylné jsou k tomu příhradové nosníky a příhradové nosníky. Co zde způsobuje nestabilitu?