V tomto příspěvku představíme základní pojmy z dynamiky konstrukcí a jejich roli při seizmickém posouzení konstrukcí. Velký důraz je kladen na srozumitelné vysvětlení odborných aspektů, aby byl i bez hlubších odborných znalostí umožněn vhled do problematiky.
Klopení (LTB) je jev, ke kterému dochází, pokud je nosník nebo prut namáhán ohybem a tlačená pásnice není dostatečně bočně podepřena. To vede ke kombinaci bočního posunu a kroucení. Jedná se o kritický faktor při posouzení konstrukčních prvků, zejména u štíhlých nosníků a nosníků.
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.
Analýza spektra odezvy je jednou z nejčastěji používaných metod posouzení seizmických účinků. Tato metoda má mnoho výhod. Nejvýznamnější je pak asi zjednodušení: Složitost zemětřesení se zjednodušuje do té míry, že posouzení lze provést s přijatelným úsilím. Nevýhodou této metody naopak je, že v důsledku tohoto zjednodušení se mnoho informací ztrácí. Jedním ze způsobů, jak tuto nevýhodu zmírnit, je použití ekvivalentní lineární kombinace pro superpozici modálních odezev. Blíže vysvětlíme v našem příspěvku na konkrétním příkladu.
Addon „Modální analýza“ v programu RFEM 6 umožňuje provádět modální analýzu konstrukčních systémů, a stanovit tak hodnoty vlastního kmitání, jako jsou vlastní frekvence, vlastní tvary, modální hmoty a součinitele účinných modálních hmot. Tyto výsledky lze použít pro posouzení kmitání i pro další dynamickou analýzu (například zatížení spektrem odezvy).
Modální analýza je výchozím bodem pro dynamickou analýzu konstrukcí. Lze v ní stanovit hodnoty vlastního kmitání, jako jsou vlastní frekvence, vlastní tvary, modální hmoty a faktory účinných modálních hmot. Tyto výsledky lze použít pro posouzení kmitání nebo je lze použít pro další dynamickou analýzu (například zatížení spektrem odezvy).
Odezva konstrukcí na působení větru se liší v závislosti na jejich tuhosti, hmotnosti a na tlumení. V zásadě rozlišujeme mezi konstrukcemi náchylnými a nenáchylnými ke kmitání.
RF-/DYNAM Pro Equivalent Loads umožňuje stanovit náhradní seizmická zatížení metodou multimodálního spektra odezvy. V uvedeném příkladu byl proveden výpočet pro oscilátor s více hmotami.
Analýza spektra odezvy je jednou z nejčastěji používaných metod posouzení seizmických účinků. Tato metoda má mnoho výhod. Nejvýznamnější je pak asi zjednodušení: Složitost zemětřesení se zjednodušuje do té míry, že posouzení lze provést s přijatelným úsilím. Nevýhodou této metody naopak je, že v důsledku tohoto zjednodušení se mnoho informací ztrácí. Jedním ze způsobů, jak tuto nevýhodu zmírnit, je použití ekvivalentní lineární kombinace pro superpozici modálních odezev. Blíže vysvětlíme v našem příspěvku na konkrétním příkladu.
Pro zohlednění nepřesností polohy hmot při analýze spektra odezvy stanoví příslušné normy pravidla, která je třeba vzít v úvahu jak při zjednodušené, tak multimodální analýze spektra odezvy. Tato pravidla stanoví následující obecný postup: Hmota podlaží se musí posunout o určitou excentricitu, z čehož vyplývá torzní moment.
Při multimodální analýze s použitím spektra odezvy je důležité vypočítat dostatečný počet vlastních čísel konstrukce a zohlednit jejich dynamickou odezvu. Podle norem jako EN 1998-1 [1] a jiných mezinárodních směrnic je třeba aktivovat 90 % hmoty konstrukce. To znamená: že se musí stanovit tolik vlastních čísel, aby faktory účinných modálních hmot přesahovaly v součtu 0,9.
Ideální plyn je model plynu, který se skládá z neuspořádaně se pohybujících nerozpínavých hmotných částic v uzavřeném prostoru. V tomto prostoru se každá částice pohybuje určitou rychlostí v určitém směru. Náraz částice na jinou částici nebo na stěnu vymezeného prostoru vyvolává vychýlení a změnu rychlosti zúčastněných částic.
Informační modelování budov představuje v současnosti pravděpodobně jedno z nejdůležitějších témat celého odvětví stavebního softwaru. Tento proces přitom není vůbec novinkou a je všeobecně známo, že při dobrém naplánování v počátečním stadiu projektu lze výraznou měrou pozitivně ovlivnit celkové náklady na celý projekt.
Od verze programu 5.06 je možné nastavit účinnou pevnost betonu v tahu fct,eff,wk v okamžiku vzniku trhlin. Zu Beginn der GZG-Nachweise wird geprüft, ob die einwirkenden Schnittgrößen den Beton aufreißen lassen. Hierfür wird die wirksame Betonzugfestigkeit zum Zeitpunkt der Rissbildung angesetzt. Der Anwender kann die Festigkeit via Faktor anpassen. In den Berechnungsdetails wird der angepasste Wert ausgegeben.
Někdy se po kliknutí na tlačítko [Zobrazit celý model] zobrazí model v grafickém okně bez vyplnění celého okna nebo s příliš velkými okraji. Über "Optionen" -> "Ränder und Streckfaktoren" kann die Größe der Grafikränder festgelegt werden. Der Wert beschreibt den prozentualen Anteil des Randes im Verhältnis zur Größe des Grafikfensters.
U stropů s velkým rozpětím je často rozhodující posouzení kmitání desek z křížem lepeného dřeva. Výhoda lehčího materiálu dřeva oproti betonu se mění v nevýhodu, protože materiál s vysokou hmotností je výhodný pro nízkou vlastní frekvenci.
Od verze programu RFEM 5.06 je v přídavném modulu RF-CONCRETE Surfaces možnost upravit účinnou pevnost betonu v tahu v okamžiku vzniku trhlin. Zu Beginn der GZG-Nachweise wird geprüft, ob die einwirkenden Schnittgrößen den Beton aufreißen lassen. Hierfür wird die effektive Betonzugfestigkeit zum Risszeitpunkt angesetzt. Der Anwender kann die Festigkeit via Faktor anpassen. In den Berechnungsdetails wird der angepasste Wert ausgegeben.
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.
Od verze 5.06.1103 lze v modulu RF-DYNAM Pro zanedbat hmoty uzlů, linií, prutů a ploch. Diese Einstellung kann in den Detaileinstellungen vorgenommen werden und gilt global für alle definierten Massenfälle.
V přídavném modulu DYNAM Pro pro RSTAB lze nyní při výpočtu vlastních čísel zanedbat hmoty, které mohou mít negativní vliv na součinitel náhradních hmot. Dazu können unter [Details] die Massen deaktiviert werden. Hierzu zählen in erster Linie Massepunkte, die sich im Auflager der Strukturen befinden.
V tomto příspěvku ověříme stanovené vlastní tvary nebo součinitele kritického zatížení předchozích prutových konstrukcí pomocí konečně-prvkového modelu v programu RFEM (ploché prvky) a RF-STABILITY.
U nechráněných I-průřezů norma stanoví pro zohlednění účinku zastínění opravný součinitel ksh podle rovnice4.26a v článku 4.2.5.1 (2). Hier wird ein Term [Am/V]b verwendet. Dieser Profilfaktor beinhaltet Am, den das Profil umschließenden Kasten (Index b = boxed). Bei einer dreiseitigen Brandbelastung (Träger unter massiver Decke eingebaut) ist bei der Ermittlung von [Am/V]b die nicht beflammte Flanschfläche nicht zu berücksichtigen.
Kombinace výsledků exportované z přídavného modulu RF-/DYNAM Pro – Equivalent Loads se vytvoří superpozicí výsledků z jednotlivých modálních odezev. Hierfür kann die SRSS-Regel als "aquivalente Linearkombination" verwendet werden. Wenn in RF-/STAHL Ergebniskombinationen zur Bemessung herangezogen werden, gibt es zwei Optionen, die maßgebenden Spannungen zu ermitteln. Entweder werden die Ergebnisse direkt aus der Ergebniskombination herangezogen. Dies geschieht zeilenweise für jede maßgebende maximale und minimale Schnittgröße. Oder Spannungen werden aus den einzelnen Lastfällen ermittelt. Die quadratische Überlagerungsregel wird dann in RF-/STAHL erneut durchgeführt.
Součinitele ekvivalentního poškození závisí na tom, které konstrukční prvky v přídavném modulu RF-/STEEL Fatigue Members se mají posuzovat, a jsou vysvětleny v příslušných normách. Die folgende Auflistung zeigt einen Überblick über die Normen, in denen die Berechnung der Schadensäquialenzfaktoren explizit geregelt ist:
Nejnovější verze přídavného modulu RF-/DYNAM Pro umožňuje vyloučit vlastní tvary z posouzení seizmicity. Dazu gibt es in den meisten Normen Vorschriften, um zu kleine effektive Modalmassenfaktoren auszuschließen. Unter dem Reiter "Eigenformen" besteht daher die Möglichkeit, den Faktor anzugeben und die Eigenformen damit automatisch nicht zu berücksichtigen.
V lednu 2015 použila komise DIN NA 005-08-23 Ocelové mosty úpravu v rovnici 10.5 normy DIN EN 1993-1-5. Es handelt sich hierbei um die Interaktion von Längs- und Querdruck im Beulnachweis. Diese Interaktionsgleichung sieht nun den Hilfsfaktor V vor, welcher sich aus den Abminderungsfaktoren der Längs- und Querspannungen berechnet.
V přídavném modulu RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations je možné přenášet celé zatěžovací stavy/kombinace zatížení jako hmoty. Za tímto účelem lze zatěžovací stav nebo kombinaci zatížení jednoduše uložit jako hmotový stav v přídavném modulu.
Nový modul RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations je k dispozici od vydání programu RFEM verze 5.04.xx a RSTAB verze 8.04.xx. Hmoty lze přímo importovat ze zatěžovacích stavů a kombinací zatížení.