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.
Deskový nosník představuje hospodárnou volbu pro velkorozponové konstrukce. Ocelový deskový nosník s I-profilem má obvykle stojinu vysokou pro maximalizaci smykové únosnosti a oddělení pásnic, ale tenkou pro minimalizaci vlastní tíhy. Vzhledem k vysokému poměru výšky k tloušťce (h/tw ) mohou být pro vyztužení štíhlé stojiny zapotřebí příčné výztuhy.
V tomto příspěvku vám na příkladu desky z drátkobetonu popíšeme, jaký vliv má na výsledek výpočtu použití různých integračních metod a různý počet integračních bodů.
Stanovení vlastního kmitání i analýza spektra odezvy se provádějí vždy na lineárním systému. Pokud v systému existují nelinearity, jsou linearizovány, a tudíž se nezohledňují. Mohou to být například tahové pruty, nelineární podpory nebo nelineární klouby. V tomto článku ukážeme, jak s nimi zacházet při dynamické analýze.
Modální součinitel důležitosti je výsledkem lineární stabilitní analýzy a kvalitativně popisuje míru spoluúčasti jednotlivých prutů na určitém vlastním tvaru.
Při navrhování ocelových konstrukcí tvarovaných za studena jsou často vyžadovány vlastní uživatelské průřezy. V programu RFEM 6 lze uživatelský průřez vytvořit pomocí některého z „tenkostěnných“ průřezů dostupných v databázi. Ostatní průřezy, které nevyhovují žádnému ze 14 dostupných průřezů tvarovaných za studena, lze vytvořit a načíst ze samostatného programu RSECTION. Obecné informace o posouzení oceli podle AISI v programu RFEM 6 najdete v článku databáze znalostí v odkazu na konci této stránky.
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).
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.
Dynamická analýza je v programech RFEM 6 a RSTAB 9 rozdělena do několika addonů. Addon Modální analýza je nezbytným předpokladem pro všechny ostatní dynamické addony, protože provádí analýzu vlastního kmitání u prutových, plošných a objemových modelů.
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).
V souladu s čl. 6.6.3.1.1 a čl. 10.14.1.2 normy ACI 318-19 a CSA A23.3-19 zohledňují redukci tuhosti betonových prutů a ploch pro různé typy prvků. Mezi typy komponent na výběr patří stěny s trhlinami i bez trhlin, ploché desky a stropy lokálně podepřené, nosníky nebo sloupy. Součinitele násobení v programu jsou převzaty přímo z tabulek 6.6.3.1.1 (a) a 10.14.1.2.
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).
V tomto příspěvku vysvětlíme použití ploch s typem tuhosti Přenos zatížení v programu RFEM 6. Na příkladu z praxe předvedeme zatížení ocelové haly vlastní tíhou, sněhem a větrem.
Možnosti výběru v tiskovém protokolu umožňují zobrazit jednotlivé tvary boulení s odpovídajícím posouzením boulení ve stručné nebo úplné formě detailních výsledků.
Při modelování statických nosných systémů, zejména hal, se může stát, že některé části konstrukce v oblasti základů, které nemají žádný vliv na navazující konstrukci, nejsou v programu RFEM nebo RSTAB modelovány. U halových konstrukcí se jedná například o železobetonové základové desky, základové pásy nebo tahové pásy mezi základy sloupů.
V tabulce "4.0 Výsledky - souhrn" se na konci výsledků zatěžovacího stavu zobrazí nekonečná (Čebyševova) norma. Tato norma slouží k odhadu největšího vlastního čísla systému. Největší vlastní číslo systému se stanovuje numericky, protože přesné stanovení může být časově velmi náročné.
Přídavný modul RF-STABILITY stanovuje součinitele kritického zatížení, vzpěrné délky a vlastní tvary RFEM modelů. Stabilitní analýzu lze provádět různými metodami vlastních čísel, které mají své výhody v závislosti na konfiguraci systému a počítače.
V době technologie BIM nabývá výměna dat mezi různými oblastmi projektování na významu. Vzhledem k tomu, že každý software má vlastní specifikaci pro popisy průřezů a materiálů, nabízejí programy RFEM a RSTAB převodní tabulky (mapovací soubor).
Přídavná zatížení od vlastní tíhy se většinou skládají z více vrstev, jako například klasické podlahové a střešní skladby budov nebo mostní skladby vozovky. Při definici zatížení v programu RFEM nebo RSTAB je možné pomocí užití zatížení z vícevrstvých skladeb definovat měrnou tíhu a tloušťku jednotlivých vrstev.
V přídavném modulu RF-/TIMBER Pro je možné provést analýzu kmitání známou z DIN 1052 pro posouzení podle EN 1995-1-1. V této analýze, při stálém a kvazistálém působení u ideálního prostého nosníku, průhyb nesmí překročit mezní hodnotu (6 mm podle DIN 1052). Pokud vezmeme v úvahu vztah mezi vlastní frekvencí a průhybem u prostého, kloubově uloženého nosníku zatíženého konstantním spojitým zatížením, je výsledkem pro 6 mm vlastní frekvence okolo 7,2 Hz.
V případě stěnového chování desky z křížem lepeného dřeva je třeba věnovat zvláštní pozornost smykové deformaci v rovině desky, a tím zejména pohyblivosti spojovacích prostředků.
Vlastní upravené pracovní prostředí vede k vyšší produktivitě a usnadňuje každodenní práci s programem. Mnoho uživatelů proto využívá možnosti upravit si panely nástrojů v programech RFEM a RSTAB a také vytvořit si vlastní lištu nástrojů s nejčastěji používanými příkazy.
V programu RFEM lze na mnoha místech upravovat tuhosti pro materiály, průřezy, pruty, zatěžovací stavy a kombinace zatížení. Pro zohlednění těchto úprav při určování vlastních frekvencí existují v modulu RF-DYNAM Pro dvě možnosti.
Před založením statického modelu si každý uživatel rozmýšlí parametry systému a jak model co nejlépe definovat. Zvláštní pozornost by přitom měla být věnována také orientaci globálního souřadného systému. V oblasti technického inženýrství je globální osa Z obvykle orientována dolů (ve směru vlastní tíhy), zatímco v architektonické oblasti směřuje většinou nahoru. Diese Unterschiede können oftmals zu Schwierigkeiten bei der Modellierung führen, beispielsweise beim Austausch von Gesamtmodellen oder DXF-Folien.
Chcete‑li provést statický výpočet podle platné normy, je důležité se zabývat nejen zatížením a pevností konstrukce, ale také kombinacemi zatížení. Některé z nejčastějších účinků ve statickém výpočtu jsou například spolupůsobení stálého zatížení vlastní tíhou a náhlé zatížení větrem a sněhem.
V přídavném modulu RF-/FOUNDATION Pro lze vybrat automatické dimenzování geometrie základové desky. V dialogu pro parametry dimenzování základové desky lze například zadat přírůstek pro zvětšení rozměrů základové spáry a tloušťku základové desky. U geotechnických návrhů je také možné automaticky zvýšit nadnásyp pro stabilizační účinek.