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.
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.
Kanadská Národní stavební norma (NBC) 2020, čl. 4.1.8.7 stanovuje jasný postup pro metody analýzy zemětřesení. Pokročilejší metoda, dynamická analýza podle čl. 4.1.8.12, by měla být použita pro všechny typy konstrukcí s výjimkou těch, které splňují kritéria stanovená v 4.1.8.7. Více zjednodušující postup, metodu náhradních statických sil (ESFP) v článku 4.1.8.11, lze použít pro všechny ostatní konstrukce.
Pokud jsou k dispozici naměřené tlaky od větru na plochách budovy, lze je zadat do statického modelu v programu RFEM 6, zpracovat v programu RWIND 2 a aplikovat jako zatížení větrem pro statickou analýzu v programu RFEM 6.
Programy RWIND 2 a RFEM 6 lze nyní použít pro výpočet zatížení větrem z experimentálně naměřených tlaků od větru na plochách. V zásadě jsou k dispozici dvě interpolační metody pro rozložení tlaků měřených v izolovaných bodech po plochách. Vhodnou metodou a nastavením parametrů lze dosáhnout požadovaného rozdělení tlaku.
Aby bylo možné rozhodnout, zda je při dynamické analýze nutné zohlednit také analýzu druhého řádu, stanovuje EN 1998-1, čl. 2.2.2 a 4.4.2.2 součinitel citlivosti na mezipodlažní posun θ. V programech RFEM 6 a RSTAB 9 ho lze vypočítat a analyzovat. Součinitel θ se vypočítá následovně: $$\mathrm\theta\;=\;\frac{\displaystyle{\mathrm P}_\mathrm{tot}\;\cdot\;{\mathrm d}_\mathrm r}{{\mathrm V}_\mathrm{tot}\;\cdot\;\mathrm h}\;$$
V addonu Posouzení ocelových konstrukcí programu RFEM 6 je nyní možné posouzení momentových rámů podle AISC 341-16. Výsledek seizmického posouzení je rozdělen do dvou částí: požadavky na pruty a požadavky na spoje. V tomto příspěvku se budeme zabývat požadovanou pevností spoje. Uvedeme zde příklad porovnání výsledků programu RFEM a manuálu pro seizmickou analýzu AISC [2].
Vytvoření ověřovacího příkladu pro výpočetní dynamiku tekutin (CFD) je rozhodujícím krokem pro zajištění přesnosti a spolehlivosti výsledků simulace. Tento proces zahrnuje porovnání výsledků CFD simulací s experimentálními nebo analytickými daty z reálných scénářů. Cílem je prokázat, že CFD model může věrně kopírovat fyzikální jevy, které má simulovat. Tento průvodce popisuje základní kroky při vývoji ověřovacího příkladu pro CFD simulaci, od výběru vhodného fyzikálního scénáře až po analýzu a porovnání výsledků. Pečlivým dodržováním těchto kroků mohou inženýři a výzkumní pracovníci zvýšit důvěryhodnost svých CFD modelů a připravit cestu pro jejich efektivní použití v různých oblastech, jako je aerodynamika, letecký průmysl nebo environmentální studie.
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.
Při výpočtu pravidelných konstrukcí není často zadání složité, je ale časově náročné. Automatizace zadávání pak může ušetřit drahocenný čas. V předkládaném případě je úkolem uvažovat podlaží domu jako jednotlivé fáze výstavby. Zadání bude provedeno pomocí programu C#, aby uživatel nemusel ručně zadávat prvky jednotlivých podlaží.
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.
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.
Plastické klouby jsou bezpodmínečně nutné pro analýzu postupného přitěžování (pushover analýzu POA) jako nelineární statickou metodu pro seizmickou analýzu konstrukcí. V programu RFEM 6 lze plastické klouby zadat jako klouby na koncích prutů. V tomto článku si ukážeme, jak zadat plastické klouby s bilineárními vlastnostmi.
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.
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).
V tomto příspěvku si ukážeme, jak pomocí generátoru kombinací v programu RFEM 6 snížit počet kombinací zatížení pro analýzu, a snížit tak náročnost a zvýšit efektivitu výpočtu.
Samostatný program RSECTION vám umožňuje stanovení průřezových charakteristik a analýzu napětí u tenkostěnných a masivních průřezů. Program lze připojit k programům RFEM i RSTAB, takže průřezy z RSECTION jsou k dispozici také v databázi průřezů programů RFEM a RSTAB. Podobně lze do programu RSECTION importovat vnitřní síly z programů RFEM a RSTAB.
Se samostatným programem RSECTION můžete stanovit průřezové charakteristiky pro libovolné tenkostěnné i masivní průřezy a provést také analýzu napětí. V našem starším příspěvku z databáze znalostí "Grafické/tabulkové vytváření uživatelsky zadaných průřezů v RSECTION 1" jsme se zabývali základy pro zadání průřezů v programu. V tomto příspěvku pak shrneme, jak stanovit průřezové charakteristiky a provést analýzu napětí.
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 programu RFEM 6 lze zděné konstrukce modelovat a posuzovat pomocí addonu Posouzení zdiva, který používá pro posouzení metodu konečných prvků. Lze v něm modelovat složité zděné konstrukce a provádět statickou a dynamickou analýzu, protože v programu je implementován nelineární materiálový model pro posouzení únosnosti zdiva a různých mechanismů porušení. Zděné konstrukce lze zadávat a modelovat přímo v programu RFEM 6 a materiálový model zdiva je možné kombinovat se všemi běžnými addony programu RFEM. Jinými slovy, lze posuzovat celé modely budov obsahujících zdivo.
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.
RSECTION 1 je samostatný program pro stanovení průřezových charakteristik tenkostěnných i masivních průřezů a pro analýzu napětí. Kromě toho lze program propojit s programy RFEM i RSTAB: průřezy z RSECTION jsou k dispozici v databázi programů RFEM/RSTAB a vnitřní síly z programů RFEM/RSTAB lze importovat do programu RSECTION.
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.
Seizmická analýza v programu RFEM 6 se provádí pomocí addonů pro modální analýzu a analýzu spektra odezvy. Obecná koncepce analýzy zemětřesení v programu RFEM 6 je vlastně založena na vytvoření zatěžovacího stavu pro modální analýzu a analýzu spektra odezvy. Skupina norem pro tyto analýzy se nastavuje v záložce Normy II v Základních údajích modelu.
Zatížení výbuchem trhavinou, ať už náhodná nebo úmyslná, jsou vzácná, ale jejich statické posouzení může být vyžadováno. Tato dynamická zatížení se od běžných statických zatížení liší značnou velikostí a velmi krátkou dobou trvání. Scénář výbuchu lze provést přímo v programu MKP jako časovou analýzu pro minimalizaci ztrát na životech a vyhodnocení různých stupňů poškození konstrukce.