Vytvoření validačního příkladu pro výpočetní dynamiku tekutin (CFD) je rozhodujícím krokem pro zajištění přesnosti a spolehlivosti výsledků simulace. Tento proces zahrnuje porovnání výsledků CFD simulací s experimentálními nebo analytickými daty z reálných scénářů. Cílem je prokázat, že CFD model může věrně simulovat modelované fyzikální jevy. Tento návod popisuje základní kroky při vytváření validačního příkladu pro CFD simulaci, od výběru vhodného fyzikálního scénáře až po analýzu a porovnání výsledků. Pečlivým dodržováním těchto kroků mohou inženýři a výzkumní pracovníci zvýšit hodnověrnost svých CFD modelů a připravit cestu pro jejich efektivní použití v různých oblastech, jako je aerodynamika, letecký průmysl nebo environmentální studie.
Směr větru hraje zásadní roli při CFD (Computational Fluid Dynamics) simulaci a při statickém návrhu budov a infrastruktury. Jedná se o určující faktor pro posouzení interakce sil od větru s konstrukcemi, ovlivňující rozložení tlaků od větru a následně i odezvu konstrukce. Pochopení vlivu směru větru je nezbytné pro vypracování návrhů, které mohou odolávat proměnným silám větru a zajišťují bezpečnost a trvanlivost konstrukcí. Zjednodušeně řečeno, směr větru pomáhá vyladit CFD simulace a řídí principy návrhu pro optimální chování a odolnost proti účinkům větru.
Soulad se stavebními normami, jako je Eurokód, je nezbytný pro zajištění bezpečnosti, strukturální integrity a udržitelnosti budov a konstrukcí. V tomto procesu hraje důležitou roli numerická simulace proudění (CFD), která simuluje chování tekutin, optimalizuje návrhy a pomáhá architektům a inženýrům splnit požadavky Eurokódu na analýzu zatížení větrem, přirozené větrání, požární bezpečnost a energetickou účinnost. Začleněním CFD do procesu navrhování mohou odborníci vytvářet bezpečnější, efektivnější budovy, které splňují nejvyšší konstrukční evropské normy.
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.
Při navrhování ocelových konstrukcí tvarovaných za studena jsou často vyžadovány vlastní uživatelské průřezy. V programu RFEM 6 lze uživatelský průřez vytvořit pomocí některého z „tenkostěnných“ průřezů dostupných v databázi. Ostatní průřezy, které nevyhovují žádnému ze 14 dostupných průřezů tvarovaných za studena, lze vytvořit a načíst ze samostatného programu RSECTION. Obecné informace o posouzení oceli podle AISI v programu RFEM 6 najdete v článku databáze znalostí v odkazu na konci této stránky.
Velikost výpočetní oblasti (velikost větrného tunelu) je důležitým aspektem simulace větru, který má významný vliv na přesnost, ale i náklady na CFD simulaci.
V programu RFEM 6 je nyní k dispozici posouzení ocelových prutů tvarovaných za studena podle AISI S100-16. K tomuto posouzení se lze dostat výběrem normy „AISC 360“ v addonu Posouzení ocelových konstrukcí. Pro posouzení oceli tvarované za studena se pak automaticky vybere „AISI S100“ (obrázek 1).
Standardní situací v případě dřevěných prutových konstrukcí je spojení menších prutů s větším hlavním nosníkem za vzniku kontaktní plochy. Podobné podmínky mohou nastat na konci prutu, když je nosník uložen na podpoře s možným otlačením. V obou případech musí být nosník navržen tak, aby zohledňoval únosnost v otlačení kolmo k vláknům podle NDS 2018, čl. 3.10.2 a CSA O86:19, body 6.5.6 a 7.5.9. V programech pro statické výpočty není obvykle možné provést toto kompletní posouzení, protože není známa kontaktní plocha uložení. V programu nové generace RFEM 6 a addonu Posouzení dřevěných konstrukcí je ale nová funkce 'Návrhová podpora', která umožňuje uživateli provést posouzení únosnosti v otlačení kolmo k vláknům podle norem NDS a CSA.
Účinky od zatížení sněhem jsou popsány v americké normě ASCE/SEI 7-16 a v Eurokódu 1, části 1 až 3. Tyto normy byly implementovány do nového programu RFEM 6 a do generátoru zatížení sněhem, který umožňuje snadno vnášet zatížení sněhem. Kromě toho tato nejnovější generace programu umožňuje zadat umístění stavby na digitální mapě a odtud automaticky importovat oblast zatížení sněhem. Tyto údaje následně slouží generátoru zatížení pro aplikaci účinků zatížení sněhem.
V přídavných modulech RF-/TIMBER Pro, RF-/TIMBER AWC a RF-/TIMBER CSA je možné zohlednit výslednou deformaci prutu nebo sady prutů. Kromě lokálních směrů y a z máte k dispozici možnost "R". Tak může být porovnán celkový průhyb nosníku s mezní hodnotou zadanou v normě.
Při posuzování nosníků jeřábových drah a také podporových zatížení na pokračující konstrukce lze použít automatické vytváření kombinací zatížení v programech RFEM a RSTAB a volbu „EN 1990 + EN 1991‑3; Jeřáby“.
Pokud máme takový dřevěný spoj, jako je na obr. 01, lze uvažovat rotační tuhost spoje. Tu lze určit pomocí modulu prokluzu spojovacího prostředku a polárního momentu setrvačnosti spoje. Přitom se zanedbává plocha spojovacích prostředků.
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 případě účinků na mosty pozemních komunikací je vedle základních kombinačních pravidel podle EN 1990 třeba navíc uvažovat další kombinační podmínky, které se stanoví v EN 1991-2. Programy RFEM a RSTAB nabízejí přitom automatické vytváření kombinací, které lze aktivovat v základních údajích při výběru normy EN 1990 + EN 1991-2. Dílčí součinitele spolehlivosti a kombinační součinitele v závislosti na kategorii účinku jsou při výběru příslušné národní přílohy již předem nastaveny.
V tomto příspěvku si ukážeme znázornění scénářů výbuchu při vzdálené detonaci v modulu RF-DYNAM Pro - Forced Vibrations a účinky porovnáme při lineární časové analýze.
Modul RF-TIMBER CSA umožňuje navrhovat dřevěné sloupy podle CSA O86-19. Přesný výpočet únosnosti v tlaku a součinitelů přizpůsobení dřevěných prutů je důležitý pro návrh a posouzení bezpečnosti. V následujícím příspěvku bude ověřena výpočtová únosnost v tlaku v přídavném modulu RFEM TIMBER CSA krok za krokem pomocí analytických rovnic podle CSA O86-19, včetně modifikačních součinitelů sloupu, výpočtové únosnosti v tlaku a konečného využití.
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.
V dosavadních normách se nestanovila žádná pravidla pro rozdělení zatížení sněhem na solární termické a fotovoltaické systémy, které se na střechy instalují s přizvednutím. Bylo pouze poukázáno na to, že rozdělení zatížení musí odborně zvážit statik. Až národní příloha DIN EN 1991-1-3/NA: 2019-04 přinesla konkrétní ustanovení.
Štíhlé nosníky namáhané ohybem s velkým poměrem h/b, které jsou zatíženy rovnoběžně s vedlejší osou, jsou náchylné ke ztrátě stability. K tomu dochází v důsledku vybočení tlačené pásnice.
Přídavný modul RF-/STEEL EC3 umožňuje používat v programu RFEM, případně RSTAB nominální křivky časové závislosti teploty. V programu jsou k dispozici normové teplotní křivky (NTK), křivky vnějšího požáru a uhlovodíkové křivky. Kromě toho se v programu nabízí možnost přímo zadat koncovou teplotu oceli.
Budovy mají často přístavby. Pokud úrovně střech nejsou ve stejné výšce, je třeba tento výškový rozdíl (přesahuje-li 0,5 m) dodatečně zohlednit v celkovém zatížení sněhem.
Zatížení větrem působící na obdélníkové konstrukční prvky se zaoblenými rohy je složitá záležitost. Ekvivalentní síly od zatížení větrem závisejí na síle vzdušného proudu obtékajícího daný objekt a na samotné geometrii objektu.
V běžné literatuře se uvádějí vzorce pro ruční výpočet vnitřních sil nebo deformací obvykle bez ohledu na deformaci smykem. Obzvláště v dřevěných konstrukcích se tak často deformace vlivem smykové síly podceňují.
Modul RF-TIMBER CSA umožňuje navrhovat dřevěné nosníky metodou ASD (pomocí dovolených napětí) podle normy 2014 CSA O86. Přesný výpočet únosnosti v ohybu a součinitelů přizpůsobení dřevěných prutů je důležitý pro návrh a posouzení bezpečnosti. V následujícím příspěvku ověříme výpočtovou únosnost v ohybovém momentu v přídavném modulu RFEM TIMBER CSA krok za krokem pomocí analytických rovnic podle normy CSA O86-14, včetně ohybových modifikačních součinitelů, únosnosti ohybového momentu a konečného využití.