Pro zatížení větrem na konstrukce typu budov podle ASCE 7 lze najít řadu zdrojů, které doplňují konstrukční normy a pomáhají projektantům s analýzou účinků tohoto bočního zatížení. Mnohem obtížnější je ovšem najít podobné zdroje pro zatížení větrem na zvláštních konstrukcích jiných typů než jsou stavby. V tomto článku se budeme zabývat kroky pro výpočet a aplikaci zatížení větrem podle ASCE 7-22 na kruhovou železobetonovou nádrž s kupolovitou střechou.
V mnoha konstrukcích použití jednoduchého prutu nestačí. Často je třeba zohlednit oslabení průřezu nebo otvory v masivních nosnících. Pro takové aplikace je k dispozici typ prutu Plošný model. Ten lze integrovat do modelu jako každý jiný prut a využít všechny možnosti plošného modelu. V následujícím odborném článku ukážeme použití takového prutu v samostatném systému a popíšeme integraci otvorů do prutů.
Uzlová uvolnění jsou speciální objekty v programu RFEM 6, které umožňují ve statickém modelu rozpojení objektů spojených v určitém uzlu. Uvolnění je řízeno podmínkami typu uvolnění, které mohou mít také nelineární vlastnosti. V tomto článku si ukážeme na praktickém příkladu zadání uzlových uvolnění.
Tento příspěvek přináší porovnání s řešením v článku: Výpočet betonových sloupů namáhaných v osovém tlaku v modulu RF-CONCRETE Members. Stejný teoretický základ, který jsme uplatnili v modulu RF-CONCRETE Members, nyní znovu použijeme v modulu RF-CONCRETE Columns. Cílem je porovnat různé vstupní parametry a výsledky výpočtu ve dvou přídavných modulech pro posouzení betonových prutů typu sloup.
Dočasné konstrukce jako pracovní lešení nebo stavební podpěry jsou univerzální konstrukce, které lze velmi dobře přizpůsobit různým geometrickým podmínkám.
V programu RFEM lze vytvořit šroubovici linií typu „Trajektorie“. K tomu je potřeba osa / vodicí linie, kolem které bude modelována linie, a také počáteční a koncový bod. Potom lze vytvořit linii typu trajektorie mezi počátečním a koncovým bodem, který se zpočátku jeví jako rovná čára.
U prutu můžeme zadat pružné uložení. Při modelování se tak zpravidla zohledňuje vliv podloží. Pružné podloží lze definovat pouze u prutu typu „Nosník”.
Zvláště v technologických stavbách, ale i při detailní analýze statických konstrukcí, může být nutné modelovat trubkový průřez jako plochu. Pro tyto účely má program RFEM možnost vytvořit pomocí linie automaticky trubkový průřez.
Místo čtyřúhelníkové plochy může být také použita plocha typu B‑spline (Bézierova). Tu lze dodatečně upravovat v jejím tvaru díky integrovaným pomocným uzlům. V závislosti na potřebné složitosti plochy lze vytvořit 3 x 3 nebo 4 x 4 pomocné uzly.
Při modelování prutových konstrukcí nabízejí programy RSTAB a RFEM různé možnosti pro nastavení přenosu vnitřních sil ve styčných bodech. Zaprvé lze zadáním typu prutu stanovit, zda mají na připojené pruty působit pouze síly nebo také momenty. Zadruhé lze z přenosu vyloučit určité vnitřní síly pomocí kloubů. Zvláštní případ představují nůžkové klouby, které umožňují realisticky modelovat například střešní konstrukce.
V následujícím příspěvku předvedeme, jak uživatel programu může vytvořit plošinu a použít ji ve čtyřbokém stožáru v přídavném modulu RF-/TOWER Equipment. Nejdříve začneme s prázdným modelem typu 3D a zadáme čtyři uzly. Číslování a poloha těchto uzlů jsou přitom velmi důležité.
Pro zatížení větrem na konstrukce typu budov podle ASCE 7 lze najít řadu zdrojů, které doplňují konstrukční normy a pomáhají projektantům s analýzou účinků tohoto bočního zatížení. Mnohem obtížnější je ovšem najít podobné zdroje pro zatížení větrem na zvláštních konstrukcích jiných typů než jsou stavby. V tomto příspěvku se podíváme na kroky pro výpočet a aplikaci zatížení větrem podle ASCE 7-16 na kruhovou železobetonovou nádrž s kupolovou střechou.
Ve smíšených konstrukcích z plošných a prutových prvků, analyzovaných MKP, lze průvlak pro posouzení na prutu řešit fiktivním průřezem deskového nosníku, jehož geometrie závisí na spolupůsobící šířce. Pokud v programu RFEM použijeme prut typu „Žebro“, bude se při stanovení tuhosti uvažovat příspěvek desky (plošný prvek) a příspěvek stojiny (prutový prvek). Tento postup s sebou nese zvláštnosti, na které se v našem příspěvku blíže podíváme.
Pomocí programu SHAPE-THIN můžete detailně modelovat rohové oblasti průřezů: Funkce "Vyhladit roh" vyplní roh prvkem a automaticky ho spojí s nulovým prvkem. Hierzu ist lediglich der Eckbereich anzuklicken.Mit der Funktion "Ecke abrunden oder abwinkeln" kann die Ecke abgerundet oder abgewinkelt werden. Hierzu sind der Abrundungsradius anzugeben und die beiden Elemente anzuklicken.
Pravidlo CQC (Complete Quadratic Combination) je v programech RFEM a RSTAB k dispozici od verze X.06.3039. V základních údajích modelu lze aktivovat pravidlo CQC a pro zatěžovací stavy typu "Zemětřesení" jsou k dispozici dvě nové vlastnosti: "Úhlová frekvence" a "Lehrův útlum".
Stejně jako pro hlavní program RFEM máme i pro přídavný modul RF‑PIPING k dispozici automatické skládání zatěžovacích stavů do kombinací. Tato funkce je standardně aktivována a vytváří pro potrubí kombinace zatížení i kombinace výsledků, které jsou zapotřebí pro posouzení. Pro vytvoření správných kombinací je třeba zatěžovací stavy přiřadit k příslušným kategoriím účinků. Speciálně pro potrubní systémy byly do programu zavedeny nové kategorie. Při generování kombinací jsou tlakové a teplotní podmínky vytvářeny spojením prvního (druhého, třetího atd.) zatěžovacího stavu kategorie „Tlak” s prvním (druhým, třetím atd.) zatěžovacím stavem kategorie „Teplota”. Výchozí nastavení je možné zkontrolovat a případně změnit v dialogu „Seskupení teplotních ZS a ZS od vnitřního přetlaku pro provozní kombinace”, který lze vyvolat v záložce „Kombinace zatížení pro potrubí“ v dialogu „Upravit zatěžovací stavy a kombinace”. Zmíněný dialog se automaticky nabízí ke kontrole při každé změně týkající se zatěžovacích stavů typu „Tlak” nebo „Teplota”.
Rozhraní DXF v programu RFEM nyní exportuje prvek 3DFACE do souboru DXF pro každou buňku sítě konečných prvků exportované konstrukce. Das 3DFACE-Element wird zum Beispiel von AutoCAD beim Einlesen erkannt und kann als Fläche in der Grafik dargestellt werden. Verschiedene visuelle Stile helfen hier, die 3DFACE-Flächen in der gewünschten Ansicht darzustellen.
In Teil 2.1 der Beiträge dieser Serie wurde am Beispiel eines Stabes das Anlegen und Verändern von Elementen gezeigt. Im dritten Teil werden diese Kernelemente wiederverwendet und damit Kontenlager, Lasten, Lastfälle, Lastkombinationen und Ergebniskombinationen angelegt. Das im zweiten Beitrag erstellte Modell wird dabei erweitert. Die Elemente aus Teil 1 und 2.1 werden daher nicht erneut angesprochen.
Přídavný modul RF-FORM-FINDING umožňuje v programu RFEM stanovit rovnovážné tvary membránových a lanových prvků. In diesem Berechnungsprozess sucht das Programm für die Membran- und Seilelemente eine geometrische Lage, in der die Oberflächenspannung/Vorspannung der Membranen und Seile im Gleichgewicht mit den natürlichen und geometrischen Randreaktionen steht. Dieser Prozess heißt Formfindung (nachfolgend FF genannt). Die FF-Berechnung wird in RFEM global in den "Basisangaben" eines Modells im Register "Optionen" aktiviert. Nach Aktivierung werden in RFEM ein Lastfall beziehungsweise ein Berechnungsprozess mit dem Namen RF-FORMFINDUNG angelegt und für die Seil- und Membraneingabe zusätzlich FF-Parameter zur Definition der Oberflächenspannung und Vorspannung freigeschaltet. Die Aktivierung der FF-Option bedeutet für das Programm, dass vor der reinen strukturellen Berechnung der Schnittgrößen, Verformung, Eigenwerte etc. immer zuerst der Formfindungsprozess gestartet und für die Folgeberechnung ein entsprechend vorgespanntes Modell vorgegeben wird.
Im ersten Teil der Serie ging es um das Öffnen und Erstellen eines Modells in RFEM. Im zweiten Teil soll es am Beispiel eines Stabes um das Anlegen und Verändern von Elementen gehen. Die Elemente aus Teil 1 werden daher nicht erneut angesprochen.
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 dialogu "Upravit plochu" je pro typy ploch "Standardní" a "Bez tahu" nová záložka s názvem "Upravit tuhost". Dort können wie bei orthotropen Flächen die Elemente der Steifigkeitsmatrix mit einem Faktor modifiziert werden.
Proces form-findingu v přídavném modulu RF-FORM-FINDING posouvá rohové uzly konečných prvků membránové plochy v prostoru tak dlouho, dokud definované napětí na ploše není v rovnováze s okrajovými podmínkami. Diese Verschiebung erfolgt unabhängig von der Elementgeometrie. Da diese freie Verschiebung bei Elementen mit vier Eckpunkten eine räumliche Drillung der Elementebene hervorrufen kann und dann die Gültigkeitsgrenzen der Berechnung nicht mehr eingehalten sind, sind für Formfindungssysteme generell Dreieckselemente zu empfehlen. Dreieckselemente bleiben unabhängig von der Verschiebung der Eckknoten eben und in den Anwendungsgrenzen der Berechnung.
Možná již znáte funkci „Těžiště a informace“, kterou lze vyvolat z místní nabídky libovolného prvku. Möchte man diese Information von mehreren Elementen hintereinander aufrufen, so muss jedes Mal der Dialog geschlossen werden und das Kontextmenü des nächsten Elementes geöffnet werden.