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.
Modální součinitel důležitosti je výsledkem lineární stabilitní analýzy a kvalitativně popisuje míru spoluúčasti jednotlivých prutů na určitém vlastním tvaru.
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.
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.
Metoda Stabilitních účinků v pružné analýze uvedená v kanadské normě CSA S16:19, příloze O.2 je alternativní možností ke zjednodušené metodě posouzení stability podle kapitoly 8.4.3. V tomto článku popíšeme požadavky přílohy O.2 a použití v programu RFEM 6.
Větrolamy jsou speciální tkaninové konstrukce, které chrání životní prostředí před škodlivými chemickými částicemi, omezují větrnou erozi a pomáhají zachovat cenné zdroje. Programy RFEM a RWIND se používají pro analýzu větrolamů jako programy pro jednosměrnou interakci proudění a konstrukce (FSI). V tomto příspěvku ukážeme, jak lze provést statické posouzení větrolamů pomocí programů RFEM a RWIND.
V tomto příspěvku se budeme zabývat možnostmi při stanovení jmenovité pevnosti v ohybu Mnlb pro mezní stav lokálního boulení při posouzení podle Aluminium Design Manual (US norma pro posouzení hliníku) z roku 2020.
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.
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).
Výhodou addonu Ocelové přípoje v programu RFEM 6 je, že lze ocelové přípoje posuzovat pomocí konečně-prvkového modelu, který se vytváří automaticky na pozadí. Zadání komponent ocelového přípoje, na základě kterého se vytváří model, lze provést ručně, nebo pomocí dostupných šablon v databázi. Ta druhá metoda je popsána v předchozím příspěvku v databázi znalostí s názvem „Zadání komponent ocelového styčníku pomocí databáze“. O zadání parametrů pro posouzení ocelových přípojů pojednáváme v odborném článku „Posouzení ocelových přípojů v programu RFEM 6 “.
RFEM 6 nabízí addon Posouzení hliníkových konstrukcí pro posouzení hliníkových prutů v mezních stavech únosnosti a použitelnosti podle Eurokódu 9. Kromě toho lze provést posouzení podle ADM 2020 (americká norma).
Norma AISC 360-16 pro ocelové konstrukce vyžaduje posouzení stability celé konstrukce i všech jejích prvků. K dispozici jsou různé metody, včetně přímého zohlednění při výpočtu, metody vzpěrných délek a přímé metody výpočtu. V tomto příspěvku se podíváme na důležité požadavky z kapitoly Kap. C [1] a metodou přímé analýzy, která má být začleněna do modelu ocelové konstrukce spolu s aplikací v programu RFEM 6.
Imperfekce ve stavebnictví popisují výrobní odchylky konstrukčního prvku od jeho ideálního tvaru. Často se používají při výpočtu pro stanovení rovnováhy sil na konstrukčních prvcích v deformovaném systému.
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.
Možnosti výběru v tiskovém protokolu umožňují zobrazit jednotlivé tvary boulení s odpovídajícím posouzením boulení ve stručné nebo úplné formě detailních výsledků.
RFEM a RSTAB mohou v případě geometricky nelineárního výpočtu (analýza druhého řádu a další) spočítat pro každý zatěžovací stav ZS a každou kombinaci zatížení KZ součinitel kritického zatížení.
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.
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.
Při statické analýze konstrukcí ohrožených ztrátou stability v modulech RF‑STABILITY (pro RFEM) nebo RS‑BUCK (pro RSTAB) je někdy nutné aktivovat vnitřní dělení prutů.
Velmi malé torzní momenty v posuzovaných prutech často brání určitým typům posouzení. Aby bylo možné je zanedbat a provést tato posouzení, lze v modulu RF-/STEEL EC3 definovat mezní hodnotu, od které se zohlední smyková napětí od kroucení.
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.
V EN 1993-1-1 byla obecná metoda představena jako formát pro posouzení stability, který lze použít pro rovinné systémy s jakýmikoli okrajovými podmínkami a proměnnou konstrukční výškou. Posouzení lze provést pro zatížení v hlavní nosné rovině a současně působící zatížení v tlaku. Při tom se posuzují stabilitní případy klopení a vzpěru z hlavní nosné roviny, tedy okolo osy nejmenší tuhosti konstrukčního prvku. Proto v této souvislosti často vyvstává otázka, jak lze posuzovat vzpěr v hlavní nosné rovině.
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.
Náběhy se často realizují osově redukovanými průřezy. Při modelování je ale nutno neopomenout několik zvláštností, aby bylo možno provést posouzení průřezu a analýzu stability.