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).
RFEM 6 má k dispozici addon Form-finding pro nalezení rovnovážných tvarů tahem zatížených plošných modelů a osově zatížených prutů. Tento addon aktivujte v Základních údajích modelu a použijte k nalezení geometrického tvaru, ve kterém je předpětí lehkých konstrukcí v rovnováze s existujícími okrajovými podmínkami.
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.
Pokud se má definovat na kuželové podlahové desce částečné vztlakové zatížení, nabízí se v programu RFEM "volné kruhové zatížení". To může být definováno lineárně proměnné. Poloha středu C a vzdálenost vnějšího okraje R se pohodlně zadává pomocí výběru v pracovní ploše.
Při výpočtu základů podle EC 7 nebo EC 2 se v jednom objektu obvykle používají různé typy nebo velikosti základů. Okrajové podmínky jako parametry půdy, materiály základů, krytí betonem a kombinace zatížení, které je nutno posoudit, však zpravidla zůstávají pro všechny základy stejné.
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.
V přídavném modulu RF-PUNCH Pro lze provést posouzení na protlačení v rozích a na okrajích stěn. Při posouzení se přitom vychází z kritického zatížení pro protlačení, které se stanoví automaticky na základě vnitřních sil spočítaných v programu RFEM v připojené ploše. Vzhledem k tomu, že na vnitřní síly na plochách vypočítaných v programu RFEM mohou mít vliv místa singularity, může být negativně ovlivněno také stanovené zatížení pro protlačení v rohu nebo na okraji stěny. Cílem našeho příspěvku je ukázat možnosti optimalizace, kterými lze tento nepříznivý vliv minimalizovat.
Nosník spočívá na sloupu a končí na jeho vnějším okraji. Tuto situaci lze v architektonickém modelu snadno modelovat pomocí těles. Ve statickém prutovém modelu se používají zjednodušené liniové modely, v nichž se středové linie setkávají ve společném uzlu. V našem příspěvku si na třech jednoduchých modelech ukážeme, jaký vliv mají excentricity prutů na stanovení vnitřních sil.
Pokud načteme pomocí rozhraní COM výsledky na ploše, dostaneme jednorozměrné pole se všemi výsledky v uzlech sítě konečných prvků nebo bodech rastru. Chceme-li získat výsledky na okraji plochy nebo podél určité linie na ploše, je třeba je pro oblast linie vyfiltrovat. V našem příspěvku představíme funkci, kterou lze pro tento problém použít.
Průběhy sil, které se při vyhodnocování stanoví na liniových podporách, se někdy zdají být na první pohled nepravděpodobné. Zejména v případě proměnných zatížení v místech, kde byla definována také uzlová podpora, v dělicích a okrajových bodech podepřených linií lze ve výsledcích zaznamenat nečekané podporové reakce. Ani použití funkce pro lineární vyhlazení výsledků, kterou nabízí Navigátor projektu - Zobrazit, nezaručuje vždy očekávaný průběh výsledných hodnot.
V modulu RF-PUNCH Pro lze provést posouzení na protlačení v místech soustředěného zatížení (připojení sloupu, uzlová podpora a uzlové zatížení) i na okrajích a v rozích stěn.
Okrajové podmínky pro uložení desky lze v programech pro výpočty MKP zadávat rychle jako uzlové nebo liniové podepření. Pokud však již při modelování nevezmeme v úvahu poddajnost podepření, pak často nejpozději při analýze napětí, případně při výpočtu nutné výztuže bude potřeba důkladněji se podívat na zadání podpor.
Někdy se po kliknutí na tlačítko [Zobrazit celý model] zobrazí model v grafickém okně bez vyplnění celého okna nebo s příliš velkými okraji. Über "Optionen" -> "Ränder und Streckfaktoren" kann die Größe der Grafikränder festgelegt werden. Der Wert beschreibt den prozentualen Anteil des Randes im Verhältnis zur Größe des Grafikfensters.
V následujícím příkladu porovnáme v programu RFEM plošný model s jednoduchým modelem prutu. V případě skořepinového modelu se jedná o nosník zavěšený v plochách, který je vzhledem k okrajovým podmínkám modelován s vetknutími na obou stranách. Damit handelt es sich um ein statisch unbestimmtes System, welches bei einer Überlast Fließgelenke ausbildet. Der Vergleich wird hier mit einem Stabmodell geführt, welches dieselben Randbedingungen erhält wie das Schalenmodell.
Proces form-findingu v přídavném modulu RF-FORM-FINDING posouvá rohové uzly konečných prvků membránové plochy v prostoru tak dlouho, dokud definované napětí na ploše není v rovnováze s okrajovými podmínkami. Diese Verschiebung erfolgt unabhängig von der Elementgeometrie. Da diese freie Verschiebung bei Elementen mit vier Eckpunkten eine räumliche Drillung der Elementebene hervorrufen kann und dann die Gültigkeitsgrenzen der Berechnung nicht mehr eingehalten sind, sind für Formfindungssysteme generell Dreieckselemente zu empfehlen. Dreieckselemente bleiben unabhängig von der Verschiebung der Eckknoten eben und in den Anwendungsgrenzen der Berechnung.
Proces form-findingu v programu RFEM hledá rovnovážný stav, kdy jsou definované předpětí membrán a předpětí nebo délkové změny lanových prvků s okrajovými reakcemi v rovnováze. Hierbei gibt das Programm die Möglichkeit, einen isotropen oder einen orthotropen Vorspannungszustand für die Membranen zu definieren.
Z konstrukčních důvodů jsou smykové přípoje obvykle tvořeny deskami nebo úhelníky. Hlavní a vedlejší nosníky umístěné na horním okraji vyžadují zářezy nebo dlouhé desky. Kloubové spoje s čelní deskou jsou často přivařeny ke stojině.
Při použití generátoru zatížení větrem pro svislé stěny se střechou může být nutné zatížit okrajové pruty na okapu nebo na štítu pouze zatížením střechy větrem. Aus konstruktiven Gründen sollen die horizontalen Windlasten auf die vertikalen Wände alleine durch die Fassade abgetragen werden. In älteren Versionen musste man in diesem Fall, für die Wände und für das Dach die Windlasten separat mit den zugehörigen Generatoren aufbringen und die nicht gewünschte Stäbe ausschließen.