Použití ASCE 7-22 pro výpočet zatížení větrem v programech RFEM a RWIND zahrnuje několik specifických kroků, které zajistí, že vaše statické návrhy budou splňovat nejnovější normy Americké společnosti stavebních inženýrů. Zde je návod krok za krokem, jak začlenit ustanovení o zatížení větrem podle ASCE 7-22 do simulací v programech RFEM a RWIND:
Norma ASCE 7-22 [1], čl. 12.9.1.6 stanoví, kdy by se měly zohlednit účinky P-delta při provádění modální analýzy spektra odezvy pro seizmické posouzení. V NBC 2020 [2], čl. 4.1.8.3.8.c je uveden pouze krátký požadavek na zohlednění účinků počátečního naklonění v důsledku interakce tíhových sil s deformovanou konstrukcí. Proto mohou nastat situace, kdy je třeba při seizmickém posouzení zohlednit účinky druhého řádu, známé také jako P-delta.
Addon Posouzení dřevěných konstrukcí umožňuje posuzovat dřevěné sloupy metodou ASD (pomocí dovolených napětí) podle normy 2018 NDS. Přesný výpočet únosnosti v tlaku a součinitelů přizpůsobení dřevěných prutů je důležitý pro návrh a posouzení bezpečnosti. V následujícím příspěvku ověříme maximální kritickou pevnost ve vzpěru v addonu Posouzení dřevěných konstrukcí krok za krokem pomocí analytických rovnic podle NDS 2018 včetně součinitelů přizpůsobení v tlaku, upravené návrhové hodnoty pevnosti v tlaku a konečného využití.
Pro posouzení mezního stavu únosnosti se podle EN 1998-1, čl. 2.2.2 a 4.4.2.2 vyžaduje výpočet zohledňující účinky druhého řádu (účinek P-Δ). Tento účinek nemusí být zohledněn pouze tehdy, pokud je součinitel citlivosti mezipodlažního posunu θ menší než 0,1.
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.
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.
Události posledních let nám připomínají, jak je důležité stavět konstrukce odolné proti zemětřesení v ohrožených regionech. Jako inženýr musíte při návrhu konstrukcí neustále zvažovat mezi hospodárností - finančními možnostmi - a statickou bezpečností. Pokud je kolaps nevyhnutelný, posuďte, jaký bude mít vliv na konstrukci. Cílem tohoto článku je ukázat vám možnost, jak toto posouzení provést.
V addonu Posouzení ocelových konstrukcí posuzujete ocelové konstrukční prvky pro případ požáru jednoduchými metodami posouzení podle Eurokódu 3. Teplotu konstrukčního prvku v době posouzení lze stanovit automaticky podle teplotních křivek uvedených v normě. Kromě zohlednění protipožárního opláštění můžete zohlednit také příznivé vlastnosti žárového zinkování.
Standardní situací v případě dřevěných prutových konstrukcí je spojení menších prutů s větším hlavním nosníkem za vzniku kontaktní plochy. Podobné podmínky mohou nastat na konci prutu, když je nosník uložen na podpoře s možným otlačením. V obou případech musí být nosník navržen tak, aby zohledňoval únosnost v otlačení kolmo k vláknům podle NDS 2018, čl. 3.10.2 a CSA O86:19, body 6.5.6 a 7.5.9. V programech pro statické výpočty není obvykle možné provést toto kompletní posouzení, protože není známa kontaktní plocha uložení. V programu nové generace RFEM 6 a addonu Posouzení dřevěných konstrukcí je ale nová funkce 'Návrhová podpora', která umožňuje uživateli provést posouzení únosnosti v otlačení kolmo k vláknům podle norem NDS a CSA.
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.
V programu RFEM 6 lze seizmickou analýzu provést pomocí addonů Modální analýza a Analýza spektra odezvy. Po provedení spektrální analýzy je možné v addonu Model budovy zobrazit účinky podlaží, mezipatrové posuny a síly ve smykových stěnách.
Zadání vhodné vzpěrné délky je rozhodující pro stanovení správné návrhové únosnosti prutu. V případě ztužení ve směru osy X, které je připojeno ve středu, se inženýři často ptají, zda se má použít celá délka prutu, nebo zda postačuje poloviční délka k místu, kde jsou pruty připojeny.V tomto příspěvku nastíníme Doporučení AISC a příklad, jak lze v programu RFEM zadat vzpěrnou délku X-ztužení.
Pro správné posouzení průhybu je důležité program „informovat“ o přesných podporových podmínkách analyzovaného prvku. Zadání návrhových podpor v programu RFEM 6 předvedeme pro sadu prutů z železobetonu.
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.
Ocel má z hlediska požární odolnosti špatné tepelné vlastnosti. Tepelná roztažnost při zvyšující se teplotě je ve srovnání s jinými stavebními materiály velmi vysoká a může vést k účinkům, které se při posouzení za normální teploty nevyskytovaly v důsledku vynuceného přetvoření v konstrukčním prvku.Se zvyšující se teplotou roste poddajnost oceli, zatímco její pevnost klesá. Protože ocel ztrácí při teplotě 600 °C 50% své pevnosti, je důležité konstrukční prvky před účinky požáru chránit. U chráněných ocelových konstrukčních prvků lze prodloužit dobu požární odolnosti díky lepšímu chování při zahřívání.
Při stabilitní analýze pro posouzení metodou náhradního prutu podle EN 1993-1-1, AISC 360, CSA S16 a dalších mezinárodních norem je třeba zohlednit návrhovou délku (tedy vzpěrnou délku prutů). V programu RFEM 6 lze vzpěrnou délku stanovit ručně přiřazením uzlových podpor a součinitelů vzpěrné délky nebo ji lze také převzít z posouzení stability. Obě možnosti předvedeme v našem příspěvku na výpočtu vzpěrné délky rámové stojky z obrázku 1.
Komplexní konstrukce představují soubor konstrukčních prvků s různými vlastnostmi. Přesto mohou mít určité prvky stejné konstrukční vlastnosti (např. podpory, nelinearity, úpravy konců, klouby atd.) i vlastnosti pro posouzení (např. vzpěrné délky, návrhové podpory, výztuže, třídy provozu, redukce průřezů atd.). V programu RFEM 6 lze tyto prvky seskupovat na základě jejich společných vlastností, a zohledňovat je tak společně při modelování i při posouzení.
Tento článek popisuje, jak v programu RFEM 6 namodelovat stropní desku obytného domu a posoudit ji podle Eurokódu 2. Deska má tloušťku 24 cm a je podepřena sloupy o rozměrech 45/45/300 cm ve vzdálenosti 6,75 m ve směrech X a Y (obrázek 1). Sloupy jsou modelovány jako pružné uzlové podpory definované tuhostí na základě okrajových podmínek (obrázek 2). Jako materiály použijeme pro návrh beton C35/45 a betonářskou ocel B 500 S (A).
Jednou z novinek v programu RFEM 6 je přístup k návrhu ocelových přípojů. Na rozdíl od programu RFEM 5, kde je posouzení ocelových přípojů založeno na analytickém řešení, nabízí addon Ocelové přípoje v programu RFEM 6 řešení metodou konečných prvků.
RFEM nové generace je intuitivní, výkonný a snadno ovladatelný 3D MKP program, který splňuje všechny aktuální požadavky na modelování, výpočet a statické posouzení. Díky moderní koncepci návrhu a novým funkcím je program ještě inovativnější a uživatelsky přívětivější. Hlavní rozdíly mezi programem RFEM 6 a jeho předchozí verzí RFEM 5 jsou následující.
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).
Posouzení železobetonu v požární situaci se provádí zjednodušenou metodou podle EN 1992-1-2, čl. 4.2. Používá se „zónová metoda“ popsaná v příloze B.2: Průřez je rozdělen do několika paralelních oblastí stejné tloušťky a stanovuje se jejich pevnost v tlaku v závislosti na teplotě. Sníženou únosnost při účincích požáru tak představuje redukovaný průřez konstrukčních prvků se sníženou pevností.
Stabilita konstrukce není při posouzení ocelových konstrukcí novým aspektem. Kanadská norma pro návrh oceli CSA S16 a její nejnovější verze z roku 2019 nepředstavují výjimku. Podrobné požadavky na stabilitu lze řešit buď zjednodušenou metodou stabilitní analýzy podle článku 8.4.3, nebo nově v normě 2019 metodou stabilitních účinků v pružné analýze v příloze O.
Při současném posouzení více prutů v jednom návrhovém případu je někdy obtížné rozpoznat rozhodující posouzení. Pro přehledné a kompaktní zobrazení příslušných posouzení můžeme využít možnosti filtrování v tabulkách výsledků. To je součástí všech návrhových modulů pro ocelové, hliníkové a dřevěné konstrukce v programech RFEM a RSTAB.
Při konstantním spojitém zatížení je možné podle EN 1992‑1‑1 (Eurokód 2) zadat návrhový řez pro smykovou výztuž ve vzdálenosti d od přední hrany podpory. Přitom se redukuje použitá posouvající síla pro smykovou výztuž na VEd,red. Pro posouzení maximální přenesené tlakové síly v betonu VRd,max je ale použita úplná posouvající síla.
V přídavném modulu RF-/CONCRETE Columns jsou k dispozici různé metody stanovení minimální podélné výztuže. Minimální výztuž může být zvolena podle použité návrhové normy nebo zadaná uživatelem.
V přídavném modulu RF-CONCRETE Members pro RFEM nebo CONCRETE pro RSTAB se uživateli návrh výztuže vytvoří automaticky, pokud v okně 1.6 Výztuž aktivuje možnost "Provést návrh výztuže".