Ve statice je předpovídání účinků turbulentního proudění větru na konstrukce rozhodující pro bezpečnost a výkonnost. Modelování turbulence ve výpočetní dynamice tekutin (CFD) pomáhá simulovat tyto interakce. Inženýři musí zvolit praktický turbulentní model se zohledněním účinnosti, přesnosti a použitelnosti. Běžné modely zahrnují Reynoldsův průměrný Navier-Stokesův model (RANS), nestabilní Reynoldsův průměrný Navier-Stokesův model (URANS) a zpožděnou oddělenou simulaci víření (DDES). RANS je robustní a nákladově efektivní pro ustálené proudění, URANS zachycuje časově závislé jevy pro střední nestacionality a DDES, hybrid RANS a simulace velkých vírů (LES), řeší složité turbulentní konstrukce. Pochopení silných stránek a omezení každého modelu pomáhá inženýrům vybrat nejlepší přístup pro jejich použití.
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.
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.
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).
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 programech RFEM 5 a RSTAB 8 v RF-/FOUNDATION Pro lze uložit rozměry základu pro všech pět typů základů v uživatelsky definované databázi pomocí šablon základů a znovu je použít v jiných modelech.
V přídavném modulu RF-/FOUNDATION Pro je třeba zadat pro různé návrhové situace (STR, GEO, UPL nebo EQU) odpovídající zatížení (zatěžovací stavy, kombinace zatížení nebo kombinace výsledků).
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“.
V modulu RF-/FOUNDATION Pro lze upravovat průměry výztužné oceli. Úprava dostupných průměrů výztuže funguje podobně jako v přídavných modulech RF‑CONCRETE (Members) a RF‑/CONCRETE Columns.
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.
Při výpočtu základů podle EC 7 nebo EC 2 se v jednom objektu obvykle používají různé typy nebo velikosti základů. Okrajové podmínky jako parametry půdy, materiály základů, krytí betonem a kombinace zatížení, které je nutno posoudit, však zpravidla zůstávají pro všechny základy stejné.
V modulu RF-/FOUNDATION Pro je k dispozici grafické zobrazení detailů výsledků. Chcete-li je zobrazit, přejděte po výpočtu do dialogu "2.2 Rozhodující posouzení". V interaktivní grafice tohoto okna lze pro každé provedené posouzení zobrazit příslušné hodnoty.
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.