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.
Jednou z novinek v programu RFEM 6 je přístup k návrhu ocelových přípojů. Na rozdíl od programu RFEM 5, kde je posouzení ocelových přípojů založeno na analytickém řešení, nabízí addon Ocelové přípoje v programu RFEM 6 řešení metodou konečných prvků.
Tento článek popisuje, jak v programu RFEM 6 namodelovat stropní desku obytného domu a posoudit ji podle Eurokódu 2. Deska má tloušťku 24 cm a je podepřena sloupy o rozměrech 45/45/300 cm ve vzdálenosti 6,75 m ve směrech X a Y (obrázek 1). Sloupy jsou modelovány jako pružné uzlové podpory definované tuhostí na základě okrajových podmínek (obrázek 2). Jako materiály použijeme pro návrh beton C35/45 a betonářskou ocel B 500 S (A).
Výpočet složitých konstrukcí metodou konečných prvků se obecně provádí pro celý model. Nicméně stavba takovýchto konstrukcí je proces, který probíhá ve více fázích a konečného stavu budovy je dosaženo přidáváním jednotlivých konstrukčních částí. Abychom se vyhnuli chybám při výpočtu celkových modelů, je třeba zohlednit vliv stavebního procesu. V programu RFEM 6 je to možné pomocí addonu Analýza fází výstavby (CSA).
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.
Posouzení na protlačení se má podle EN 1992-1-1 provést u desek se soustředěným zatížením nebo reakcí. Uzel, kde se provádí posouzení na únosnost ve smyku při protlačení (tj. v případě problému s protlačením), se označuje jako uzel protlačení. Soustředěné zatížení v těchto uzlech lze zadat pomocí sloupů, osamělé síly nebo uzlových podpor. Koncový bod lineárního zatížení na deskách se také považuje za soustředěné zatížení, a proto by měla být kontrolována smyková únosnost také na koncích a v rozích stěn a na koncích nebo v rozích liniových zatížení a liniových podpor.
Ocel má z hlediska požární odolnosti špatné tepelné vlastnosti. Teplotní roztažnost při zvyšující se teplotě je ve srovnání s jinými stavebními materiály velmi vysoká a může vést k účinkům v důsledku vynuceného přetvoření konstrukčního prvku, které se při posouzení za normální teploty nevyskytly. Se zvyšující se teplotou roste duktilita oceli, zatímco pevnost oceli klesá. Protože ocel ztrácí při teplotě 600 °C 50% své pevnosti, je důležité konstrukční prvky před účinky požáru chránit. U chráněných ocelových konstrukčních prvků lze prodloužit dobu požární odolnosti díky lepšímu chování při zahřívání.
Imperfekce ve stavebnictví popisují výrobní odchylky konstrukčního prvku od jeho ideálního tvaru. Často se používají při výpočtu pro stanovení rovnováhy sil na konstrukčních prvcích v deformovaném systému.
Nosník (trám) je podle EN 1992-1-1 [1] prut, jehož rozpětí není menší než trojnásobek celkové výšky průřezu. Jinak by měl být konstrukční prvek považován za stěnový nosník. Chování stěnových nosníků (tj. nosníků s rozpětím menším než je trojnásobek výšky průřezu) se liší od chování běžných nosníků (trámů, tj. nosníků s rozpětím, které je třikrát větší než výška průřezu).
Posouzení stěnových nosníků je ovšem často nutné při analýze konstrukčních prvků železobetonových konstrukcí, protože se používají pro nadokenní a dveřní překlady, průvlaky, spoje mezi deskami v různých úrovních a rámové systémy.
Norma AISC 360-16 pro ocelové konstrukce vyžaduje posouzení stability celé konstrukce i všech jejích prvků. K dispozici jsou různé metody, včetně přímého zohlednění při výpočtu, metody vzpěrných délek a přímé metody posouzení. V tomto příspěvku upozorníme na důležité požadavky kapitoly C [1] a přímé metody posouzení, která se má použít pro model ocelové konstrukce v programu RFEM 6.
Při posuzování průřezů podle Eurokódu 3 se vychází z klasifikace posuzovaného průřezu z hlediska tříd stanovených normou. Klasifikace průřezů je důležitá, protože určuje meze únosnosti a rotační kapacity v důsledku lokálního boulení částí průřezu.
Addon Ocelové přípoje v programu RFEM 6 umožňuje vytvářet a posuzovat ocelové přípoje pomocí konečně-prvkového modelu. Modelování přípojů lze provádět jednoduchým a dobře známým zadáváním komponent. Komponenty ocelových přípojů lze definovat ručně nebo pomocí dostupných šablon v databázi. První metoda je popsána v předchozím příspěvku v databázi znalostí s názvem „Nový přístup k posouzení ocelových přípojů v programu RFEM 6“. V tomto příspěvku se budeme věnovat druhé uvedené metodě, tj. zadání komponent ocelových přípojů pomocí dostupných šablon v databázi programu.
Ocelové přípoje jsou v programu RFEM 6 definovány jako sestava komponent. V novém addonu Ocelové přípoje jsou k dispozici univerzálně použitelné základní komponenty (plechy, svary, pomocné roviny) pro zadávání složitých spojovacích situací. Metody, kterými lze zadávat spoje, jsou popsány ve dvou předchozích článcích databáze znalostí: „Nový přístup k posouzení ocelových přípojů v programu RFEM 6“ a „Zadání komponent ocelového styčníku pomocí databáze“.
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 “.
Addon Analýza fází výstavby (CSA) umožňuje posuzovat konstrukce z prutů, ploch i těles v programu RFEM 6 s ohledem na konkrétní fáze výstavby související s procesem výstavby. To je důležité, protože budovy se nestaví najednou, ale postupným kombinováním jednotlivých konstrukčních částí. Jednotlivé kroky, ve kterých se do budovy přidávají konstrukční prvky a zatížení, se nazývají fáze výstavby, zatímco samotný proces se nazývá stavební proces.
Konečný stav konstrukce je tak k dispozici po dokončení stavebního procesu; tedy po všech fázích výstavby. U některých konstrukcí může být vliv stavebního procesu (tedy všech jednotlivých fází výstavby) významný a je třeba ho zohlednit, aby se předešlo chybám ve výpočtu. Obecný popis addonu CSA byl poskytnut v odborném článku „Zohlednění fází výstavby v programu RFEM 6“.
Addon Posouzení železobetonových konstrukcí umožňuje posoudit železobetonové sloupy podle ACI 318-19. V následujícím příspěvku ověříme návrh výztuže v addonu Posouzení železobetonových konstrukcí krok za krokem pomocí analytických rovnic podle normy ACI 318-19 včetně nutné podélné výztuže, plochy neoslabeného průřezu a velikosti/vzdálenosti třmínků.
Kvalita statického výpočtu budov se výrazně zvyšuje, pokud jsou podmínky podloží zohledněny co nejrealističtěji. V programu RFEM 6 lze realisticky vytvořit těleso podloží pro analýzu pomocí addonu Geotechnická analýza. Tento addon lze aktivovat v Základních údajích modelu, jak je znázorněno na obrázku 1.
Vzhledem k tomu, že realistické stanovení podmínek podloží výrazně ovlivňuje kvalitu statického výpočtu budov, nabízí program RFEM 6 addon Geotechnická analýza pro vytvoření tělesa podloží, které má být analyzováno.
Způsob, jak použít údaje získané z terénních zkoušek v addonu a jak použít charakteristiky ze zemních sond pro stanovení požadovaných půdních masivů byl popsán v článku databáze znalostí „Vytvoření tělesa podloží ze zemních sond v programu RFEM 6“. V tomto příspěvku budeme pokračovat popisem postupu výpočtu sedání a tlaků v základové spáře železobetonové budovy.