Addon Geotechnická analýza dodává programu RFEM další specifické materiálové modely podloží, které umí vhodně znázornit komplexní chování materiálu podloží. V tomto odborném příspěvku, který má sloužit jako úvod, chceme ukázat, jak lze stanovit tuhost materiálových modelů podloží v závislosti na napětí.
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.
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.
V programech RFEM a RSTAB existují různé možnosti pro přečíslování jednotlivých prvků konstrukce, jako jsou uzly, linie, pruty, plochy nebo tělesa. Přečíslovat prvky je možné jednotlivě i automaticky.
U prutu můžeme zadat pružné uložení. Při modelování se tak zpravidla zohledňuje vliv podloží. Pružné podloží lze definovat pouze u prutu typu „Nosník”.
V programu RFEM lze nastavit vlastnosti kontaktu mezi dvěma plochami pomocí kontaktního tělesa. Při modelování je mimo jiné potřeba zajistit, aby měly obě kontaktní plochy jednoho kontaktního tělesa stejný počet integrovaných objektů. Proto když se modelují kontaktní plochy, doporučuje se použít funkci kopírovat pro vytvoření druhé kontaktní plochy.
Vkládat otvory do ploch je velmi snadné díky celé řadě funkcí. Při vkládání otvorů či vrtání do těles je však třeba dát pozor na to, že u průběžného otvoru se musí vytvořit otvor na začátku i na konci a dále také plocha, která otvor odděluje od tělesa.
U těles se nabízí další možnost pro nastavení sítě konečných prvků. Kromě celkového zjemnění sítě konečných prvků lze nastavit také vícevrstvou síť. V takovém případě lze zadat dělení tělesa s konečnými prvky mezi dvěma rovnoběžnými plochami. Tato možnost je vhodná především u protáhlých těles s omezenou výškou.
Abychom v programu RFEM zamezili vzniku singularity v pevné uzlové podpoře, máme k dispozici možnost pružné uzlové podpory. Ta může být definována přímo v dialogu uzlové podpory jako Sloup v Z. Přitom musíme stanovit geometrii sloupu i materiál a podmínky jeho podepření. V tomto příspěvku ukážeme variantu modelování sloupu jako Podloží plochy.
V programu RFEM lze generovat zatížení na pruty, plochy nebo tělesa v důsledku pohybu. Tak lze například pro systém automaticky generovat brzdné nebo akcelerační síly z přímočarých nebo rotačních pohybů.
Pokud jsou v modelu použity jakékoli nelinearity, jako například neúčinné podpory/základy, nelineární pruty nebo kontaktní tělesa, je možné je deaktivovat v globálních parametrech výpočtu.
S ortotropním elasticko‑plastickým materiálovým modelem lze v programu RFEM 5 počítat a vyhodnocovat tělesa s plastickými materiálovými vlastnostmi podle takzvaného Tsai‑Wuova kritéria. Tsai‑Wuovo kritérium zveřejnili Stephen W. Tsai a Edward M. Wu pro rovinnou napjatost v roce 1971.
Elasticko-plastický materiálový model v programu RFEM 5 Vám umožňuje vypočítat plochy a tělesa s plastickými charakteristikami materiálu a provést vyhodnocení napětí. Tento materiálový model je založený na klasické von Misesově plasticitě.
Budovy jsou tělesa obtékaná větrem. Při obtékání vznikají na povrchu specifická zatížení, která se musí zohlednit při navrhování a statickém posouzení konstrukce.
Deformace uzlů sítě konečných prvků jsou vždy prvním výsledkem výpočtu konečných prvků. Na základě těchto deformací a tuhosti prvků lze vypočítat přetvoření, vnitřní síly a napětí.
Pro detailní posouzení spojů namáhaných ve střihu a v otlačení nebo jejich bezprostředního okolí hraje důležitou roli zadání nelineárních kontaktních podmínek. V tomto příspěvku budeme vycházet z modelu spoje jako tělesa a pokusíme se najít pro daný problém srovnatelné zjednodušené plošné modely.
Programy RFEM a RSTAB nabízejí různé možnosti, jak modelovat vrtané piloty. Na jedné straně lze vrtané piloty zadat jako podpory o jednom parametru, respektive kyvné stojky. Na druhé straně je lze také modelovat realisticky při zohlednění podloží a zadání pružného uložení prutu. Pro názornost uvedeme níže dva příklady. V našem příspěvku se naopak nebudeme zabývat takovými tématy, jako jsou únosnost špičky piloty, tření na plášti piloty nebo půdní vrstvy.
V našem dřívějším příspěvku jsme se zabývali různými možnostmi posouzení podloží ploch vedle klasické metody pružinových konstant. V následujícím příspěvku představíme další metodu posouzení uložení ploch. Tato metoda zohledňuje i přilehlou oblast podloží mimo vlastní základ zadáním přesahu, jakéhosi „límce“. Parametry podloží přitom přebíráme z obsáhlejších prací Pasternaka a Barvačova.
Konstrukce je třeba navrhnout a propracovat tak, aby se svislá i vodorovná zatížení bezpečně a bez přílišných deformací přenášela do podloží. Vodorovná zatížení představuje například vítr, nežádoucí naklonění, zemětřesení nebo náraz.
Podloží se v programu RFEM řeší obvykle metodou pružinových konstant. Důvodem je poměrná jednoduchost a přehlednost tohoto řešení. Nejsou zapotřebí žádné iterační výpočty a doba výpočtu je relativně krátká. Použití této metody znamená, že například základová deska má plošné pružné podepření.
Pokud jsou v modelu použity nelinearity (např. kontaktní tělesa), může se na konci výpočtu zobrazit chybové hlášení z důvodu lokálně nesplněného kritéria konvergence. Die Ursache dafür ist, dass während der Berechnung die Konvergenz der globalen Iterationsbedingungen maßgebend ist.
Kontaktní tělesa lze vytvořit mezi dvěma rovnými plochami nebo mezi dvěma válcovými skořepinami. Ist jedoch der Bereich des Kontaktproblems etwas komplizierter, muss entweder das System so vereinfacht werden, dass die Anforderungen eines Kontaktvolumens erreicht werden, oder man greift auf die "alte" Modellierungsart mittels Stäbchenmodell zurück.
Pokud model obsahuje pruty s pružným uložením, zobrazí se ve výsledkových tabulkách kontaktní síly a momenty v číselné podobě. Die grafische Anzeige der Ergebnisse wird über den Eintrag "Stäbe" im Ergebnisse-Navigator gesteuert.
Tabulky se zatížením poskytují jednoduchou možnost pro kontrolu použitého zatížení. Vhodné je například rozdělení zatížení do jednotlivých řádků. Po rozdělení zatížení do tabulky zatížení se údaje o zatížení zobrazí podle konstrukčního prvku (uzly, pruty, linie, plochy nebo tělesa). Takže se usnadní analýza zatížení každého konstrukčního prvku. Data zatěžovacích stavů mohou být zkomprimovaná později.