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.
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 posouzení stability prutů metodou náhradního prutu je nutné zadat vzpěrné délky nebo délky pro klopení pro stanovení kritického zatížení pro ztrátu stability. V tomto článku představujeme unikátní funkci programu RFEM 6, pomocí které lze přiřadit uzlovým podporám excentricitu a ovlivnit tak výpočet kritického ohybového momentu zohledněného při posouzení stability.
Novinkou v programu RFEM 6 pro posouzení betonových sloupů je možnost generovat momentové interakční diagramy podle ACI 318-19 [1]. Při posouzení železobetonových prutů je momentový interakční diagram zásadním nástrojem. Momentový interakční diagram představuje vztah mezi ohybovým momentem a normálovou silou v libovolném bodě podél vyztuženého prutu. Hodnotné informace, jako např. pevnost, jsou znázorněny vizuálně a ukazují chování betonu při různých podmínkách zatížení.
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.
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.
Pro dosažení správné návrhové únosnosti prutu je rozhodující zadání patřičné vzpěrné délky. U ztužení tvaru X, která jsou spojena ve středu, inženýři často váhají, zda se má použít celková délka mezi konci prutu, nebo postačuje poloviční délka prutu od konce do bodu spoje. V tomto příspěvku představíme doporučení AISC a uvedeme příklad, jak lze v programu RFEM zadat vzpěrnou délku pro ztužení tvaru X.
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.
Nová generace programů RFEM nabízí možnost provést posouzení stability sedlových prutů metodou náhradního prutu. Posouzení touto metodou lze provést, pokud jsou u nosníků s proměnným průřezem dodrženy požadavky normy DIN 1052, oddíl E8.4.2. V odborné literatuře je tato metoda převzata také pro Eurokód 5. V tomto příspěvku si ukážeme, jak použít metodu náhradního prutu u sedlového střešního nosníku.
V tomto článku se posuzuje vhodnost dřevěného prutu z dimenzovaného řeziva 2x4 při kombinovaném dvouosém ohybu a osovém tlaku v přídavném modulu RF-/TIMBER AWC. Vlastnosti a zatížení kombinovaně namáhaného prutu vycházejí z příkladu E1.8 AWC Structural Wood Design examples 2015/2018.
Pokud se pruty směřující do prostoru setkají v uzlu, neleží lokální osy y prutů v jedné rovině, protože lokální osy z jsou v rovině tíhové síly a prutu.
Okrajové podmínky prutu mají rozhodující vliv na pružný kritický moment při klopení Mcr. Program používá pro výpočet rovinný model se čtyřmi stupni volnosti. Příslušné součinitele kz a kw lze pro normované průřezy jednotlivě stanovit. Tak lze popsat stupně volnosti, které jsou k dispozici na obou koncích prutu na základě podporových podmínek.
U prutu můžeme zadat pružné uložení. Při modelování se tak zpravidla zohledňuje vliv podloží. Pružné podloží lze definovat pouze u prutu typu „Nosník”.
V přídavných modulech RF-/TIMBER Pro, RF-/TIMBER AWC a RF-/TIMBER CSA je možné zohlednit výslednou deformaci prutu nebo sady prutů. Kromě lokálních směrů y a z máte k dispozici možnost "R". Tak může být porovnán celkový průhyb nosníku s mezní hodnotou zadanou v normě.
Pro vzpínadlovou příhradovou konstrukci by měly být tlačené prvky modelovány kolmo k šikmému nosníku. Definovány jsou délka prutu a průsečík hlavního nosníku a vzpínadla.
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“.
Při posouzení betonových ploch lze podíl žeber vnitřních sil pro výpočet MSÚ a pro analytickou metodu výpočtu MSP zanedbat, protože tato složka je již zohledněna při posouzení prutu. Pro tyto účely je v přídavném modulu RF‑CONCRETE Surfaces tlačítko „Detaily“ a odpovídající zaškrtávací políčko. Pokud nejsou žádná žebra definována, není tato funkce dostupná.
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.
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.
Nejčastější příčinou nestabilních modelů je nelinearita při neúčinnosti prutu jako jsou tahové pruty. Nejjednodušším příkladem je rám s kloubově podepřenými sloupy a momentovými klouby v hlavicích sloupů. Takový nestabilní systém musí být stabilizován křížovým ztužením tahovými pruty. V případě kombinací zatížení s vodorovným zatížení zůstává takový systém stabilní. Pokud je však konstrukce zatížena pouze svisle, oba tahové pruty ztužení jsou neúčinné a systém se stává nestabilním, což způsobí přerušení výpočtu. Tomu se lze vyhnout nastavením Zvláštních úprav vypadávajících prutů v menu „Výpočet“ → „Parametry výpočtu“ → „Globální parametry výpočtu“.
S novým typem prutu „Výsledkový prut“ je nyní v programu RFEM 5 možné jednoduše stanovit výsledné součty zatížení jednotlivých poschodí. Nejprve namodelujeme prut ve vybraném nebo ve všech poschodích a při zadávání parametrů výsledkového prutu přidáme uvažované stěny do zahrnutých objektů. Program RFEM pak integruje plošné vnitřní síly k prutovým vnitřním silám.
Pro posouzení stability prutů a sad prutů s jednotným průřezem lze použít metodu náhradního prutu podle EN 1993-1-1, 6.3.1 až 6.3.3. Jakmile se však jedná o průřez s náběhem, nelze již tuto metodu použít nebo pouze v omezené míře. Přídavný modul RF-/STEEL EC3 dokáže tyto případy automaticky detekovat a přepnout na obecnou metodu.
V programech RFEM 5 a RSTAB 8 lze přiřadit nelinearity kloubům na konci prutu. Kromě nelinearit „Pevný, je‑li...“ a „Částečná účinnost“ můžete také zvolit „Diagram“. Pokud zvolíte možnost „Diagram“, je třeba zadat odpovídající nastavení pro působení kloubu na konci prutu. Pro jednotlivé definiční body je nezbytné určit souřadnice hodnot (deformace nebo pootočení a na nich závislé vnitřní síly), které definují kloub.
V programu RFEM 5 máme nyní možnost použít při posouzení modelu velké množství různých nelinearit prutů. Zde ukážeme příklad použití nelinearity prutu „Prokluz“. Jedná se o zjednodušený model betonové šachty s čtvercovým půdorysem.