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.
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.
V tomto příspěvku si ukážeme, jak použít addon Vázané kroucení (7 stupňů volnosti) v kombinaci s addonem Stabilita konstrukce pro zohlednění deplanace průřezu jako dalšího stupně volnosti při analýze stability.
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.
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.
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.
V tomto příspěvku představíme základy používání addonu Vázané kroucení (7 stupňů volnosti). Tento addon je plně integrován do hlavního programu a umožňuje při výpočtu prutových prvků zohlednit deplanaci průřezu. V kombinaci s addony Stabilita konstrukce a Posouzení ocelových konstrukcí lze provést posouzení na klopení s vnitřními silami analýzou druhého řádu při zohlednění imperfekcí.
Působení kolejnice jako „staticky spolupůsobící“ nebo „staticky nespolupůsobící“ je definováno v detailech v programu CRANEWAY pomocí možností „spoj kolejnice-pásnice“. Tímto nastavením se řídí výpočet roznášecí délky podle EN 1993-6, tabulky 5.1.
Pokud se zadá parametrický průřez do databáze pomocí jeho rozměrů, pak se geometrické vlastnosti zakódují do označení průřezu, například „TO 200/100/10/10/10/10“.
V programech RFEM a RSTAB lze pohodlně přiřadit materiály hybridním průřezům z programu SHAPE‑THIN. Předpokladem je, že jednotlivým prvkům průřezu byly v programu SHAPE‑THIN přiděleny různé materiály.
Pokud do již existující konstrukce v programu RFEM dodatečně vkládáme prut s náběhem s mezilehlými uzly, vyvstane otázka, jak jednoduše a rychle stanovit jednotlivé výšky průřezu tohoto prutu. V tu chvíli je vhodné použít funkci „Spojit linie/pruty“.
S přídavným modulem RF‑/LIMITS je možné porovnávat únosnost prutů, konců prutů, uzlů, uzlových podpor a ploch (jen v programu RFEM) prostřednictvím definované mezní únosnosti. Dále je možné kontrolovat posunutí uzlů i rozměry průřezu. V tomto příkladu porovnáme síly v patce sloupu přístřešku pro auto s maximálními přípustnými silami danými výrobcem.
V modulech pro posouzení prutů se ve výchozím nastavení třída průřezu pro každý prut a zatěžovací stav stanoví automaticky. Ve vstupním okně průřezů však může uživatel zadat třídu průřezů také ručně, například je-li při posouzení lokální boulení vyloučeno.
Pomocí programu SHAPE‑THIN lze vytvářet libovolné tenkostěnné průřezy a následně je použít v programu RFEM nebo RSTAB jako průřez prutu. SHAPE‑THIN také dokáže spočítat pro libovolný průřez všechny příslušné parametry průřezu pro posouzení a analýzu napětí.
Pro rychlý přehled použitých průřezů můžete zobrazit pruty v barvě odpovídajícího průřezu. Pravým tlačítkem myši v pracovním okně vybereme z místní nabídky možnost "Barvy v grafice podle" → "Průřezů". V aktuální verzi programu můžete použít panel s nastavitelnou stupnicí barev.
Náběhy se často realizují osově redukovanými průřezy. Při modelování je ale nutno neopomenout několik zvláštností, aby bylo možno provést posouzení průřezu a analýzu stability.
Přídavný modul RF-/STEEL EC3 automaticky načítá z vlastností průřezu křivku vzpěrné pevnosti, která se použije pro posouzení průřezu na vzpěr. Zejména u obecných průřezů, ale i ve zvláštních případech, lze v zadání její přiřazení ručně upravit.
U otevřených průřezů se zatížení kroucením projevuje především sekundárním (vázaným) kroucením, protože St. Venantova tuhost v kroucení je ve srovnání s deplanační tuhostí nízká. Proto jsou zvláště pro analýzu klopení zajímavé výztuhy proti deplanaci v průřezu, protože mohou výrazně omezit natočení. Jako výztuhy jsou vhodné například čelní desky nebo přivařené výztuhy a profily.
Klasifikace průřezů podle EN 1993-1-1 na základě tabulky 5.2 je jednoduchá metoda pro posouzení lokálního boulení částí průřezu. U průřezů třídy 4 je třeba následně stanovit účinné průřezové charakteristiky podle EN 1993-1-5, abychom při posouzení na mezní stav únosnosti zohlednili také vliv lokálního boulení.
Při spojování prvků namáhaných v tahu šroubovými spoji je třeba při posouzení únosnosti zohlednit oslabení průřezu vyvrtáním otvorů pro šrouby. V následujícím příspěvku popíšeme, jak lze v přídavném modulu RF-/STEEL EC3 provést posouzení únosnosti v tahu tahového prutu s oslabenou plochou průřezu podle EN 1993-1-1.
Napětí v průřezu prutu se počítají v takzvaných napěťových bodech. Tyto body se stanoví na takových místech v průřezu, kde může napětí v materiálu vykazovat extrémní hodnoty s ohledem na druhy zatížení.
V našem odborném příspěvku posoudíme kyvnou stojku v přídavném modulu RF-/STEEL EC3 podle EN 1993-1-1. Stojka je ve svém středu namáhána osovou silou a na její hlavní osu působí liniové zatížení. V hlavě i patě sloupu se bude uvažovat vidlicové uložení. Mezi podporami není sloup zajištěn proti otáčení. Sloup má průřez HEB 360 z oceli S235.
Návrh svařovaného spoje průřezu HEA namáhaného dvouosým ohybem s normálovou silou. Návrh svarů pro dané vnitřní síly zjednodušenou metodou (EN 1993-1-8, čl. 4.5.3.3) pomocí programu SHAPE-THIN.
Přídavný modul RF-CONCRETE Members umožňuje posoudit železobetonové sloupy podle ACI 318-14. Přesné posouzení smykové a podélné výztuže sloupu je důležité z hlediska bezpečnosti. V následujícím příspěvku ověříme návrh výztuže v přídavném modulu RF-CONCRETE Members krok za krokem pomocí analytických rovnic podle normy ACI 318-14 včetně nutné podélné výztuže, plochy neoslabeného průřezu a velikosti/vzdálenosti třmínků.
Při posouzení ocelového průřezu podle Eurokódu 3 je rozhodující jeho přiřazení do jedné ze čtyř tříd průřezů. Třídy 1 a 2 umožňují plastické posouzení, pro třídy 3 a 4 je přípustné pouze pružné posouzení. Kromě únosnosti průřezu je třeba posoudit také dostatečnou stabilitu konstrukčního prvku.
V našem příspěvku posoudíme nosník o dvou polích, který je namáhaný na ohyb, v přídavném modulu RF-/STEEL EC3 podle EN 1993-1-1. Dostatečná stabilizační opatření umožňují vyloučit globální stabilitní selhání.
K posouzením v mezním stavu použitelnosti patří také dodržení maximální přípustné deformace. Výpočet deformace železobetonových dílců se odvíjí od toho, zda u posuzovaného průřezu dochází při uvažovaném zatížení k porušení trhlinami. Rozhodujícím parametrem v modulu RF-CONCRETE Deflect je přitom rozdělovací součinitel ζ.