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.
Pro posouzení hliníkových prutů nabízí RFEM 6 addon Posouzení hliníkových konstrukcí. Tento článek popisuje, jak se v programu navrhují průřezy třídy 4 podle Eurokódu 9.
V tomto článku si ukážeme, jak lze posuzovat za studena tvarované ocelové průřezy podle EN 1993-1-3, oddíl 6.1.6 v programu RFEM 6. Vzhledem k tomu, že toto téma je stále ve vývoji, představíme aktuálně dostupné možnosti.
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.
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.
Válcované průřezy, nejběžnější průřezy v programech RFEM a RSTAB, mohou mít také uživatelsky definované parametry. K tomu je třeba vybrat průřez, který má být upravený, v databázi průřezů a kliknout na tlačítko [Parametrické zadání...].
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-/STEEL EC3 umožňuje provádět posouzení koutových svarů pro všechny parametrické svařované průřezy z databáze průřezů. Nutné je pouze aktivovat tuto možnost v nastavení detailů modulu. Alternativně lze pro posouzení použít také plošný model.
Obecné tenkostěnné průřezy mají často nesymetrickou geometrii. Die Hauptachsen solcher Profile liegen dann nicht parallel zu den horizontal und vertikal ausgerichteten Achsen Y und Z. Bei der Ermittlung der Querschnittswerte wird neben den hauptachsenbezogenen Trägheitsmomenten der Winkel α zwischen der Schwerpunktachse y und der Hauptachse u bestimmt.
V přídavném modulu RF‑/STEEL EC3 můžeme automaticky optimalizovat průřezy pro posouzení. K tomu je třeba aktivovat příslušnou volbu v tabulce 1.3, vycházet se přitom bude z aktuální řady profilů nebo u svařovaných průřezů ze zadaných proměnných parametrů.
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.
Pro rychlý přehled použitých průřezů můžete zobrazit pruty v barvě odpovídajícího průřezu. Pravým tlačítkem myši v pracovním okně vybereme z místní nabídky možnost "Barvy v grafice podle" → "Průřezů". V aktuální verzi programu můžete použít panel s nastavitelnou stupnicí barev.
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.
Náběhy se často realizují osově redukovanými průřezy. Při modelování je ale nutno neopomenout několik zvláštností, aby bylo možno provést posouzení průřezu a analýzu stability.
V tomto příspěvku posoudíme konstrukční prvky a průřezy svařovaného příhradového vazníku v mezním stavu únosnosti. Dále analyzujeme deformace v mezním stavu použitelnosti.
U svařovaných příhradových konstrukcí lze použít uzavřené kruhové průřezy. Tyto konstrukce jsou oblíbené při realizaci transparentních střech. V našem příspěvku popisujeme zvláštnosti posouzení spojů u dutých průřezů.
Posouzení ocelových prvků válcovaných za studena se řídí normou EN 1993-1-3. Typickými tvary průřezů tvarovaných za studena jsou průřezy U, C, Z, kloboukové průřezy nebo Sigma profily. Vyrábějí se z tenkostěnných plechů válcováním nebo lisováním. Při posouzení na mezní stav únosnosti je třeba zajistit, aby vlivem lokálních příčných sil nedocházelo k drcení, borcení nebo vyboulení stojiny průřezů. Tyto efekty mohou nastat nejen vlivem lokálních příčných sil přenášených z pásnice do stojiny, ale i vlivem podporových reakcí v podepřených bodech. Norma EN 1993-1-3 v článku 6.1.7 podrobně upravuje, jak se má stanovit lokální příčná únosnost stojiny Rw,Rd.
Profily tvarované za studena lze posoudit na mezní stav únosnosti podle EN 1993-1-3 a EN 1993-1-5 pomocí rozšíření RF-/STEEL Cold-Formed Sections. Posuzovat lze kromě za studena tvarovaných profilů z databáze průřezů také obecné průřezy z programu SHAPE-THIN.
Spřažené průřezy lze v programu RFEM modelovat různými způsoby. Im folgenden Beispiel werden drei verschiedene Modellierungsvarianten eines Verbundquerschnittes, bestehend aus einem Stahl-Walzprofil HEA 300 und einem Beton-Rechteckquerschnitt b/h = 100/30 cm, dargestellt und erläutert.
Samostatný program SHAPE‑THIN slouží k výpočtům charakteristických hodnot a napětí libovolných tenkostěnných průřezů. Grafické nástroje a funkce umožňují modelovat složité tvary průřezů. Průřezy lze zadávat jak graficky tak v tabulkách. Další možností je načíst soubor DXF a použít ho jako základ pro další modelování. Uživatel může také vybrat jakékoli průřezy z databáze průřezů Dlubal Software a kombinovat je s uživatelsky zadanými prvky.
Norma EN 1992‑1‑1 [1] stanoví v článku 7.3.2 (2): "U profilovaných průřezů, jako jsou deskové a komorové nosníky, by měla být stanovena minimální výztuž pro jednotlivé části průřezu (stojiny, pásnice)." U podlahového nosníku s T-profilem by měla být stanovena minimální výztuž pro obě pásnice a stojinu, pokud příslušné dílčí průřezy leží v tažené oblasti. Die Einteilung der Querschnitte ist in Bild 01 dargestellt.
Betonové dílce se často musí v průběhu stavby budovat po částech. Klasickým příkladem je použití prefabrikovaných průvlaků, k nimž se až na místě stavby dobetonuje deska. Dobetonování průřezu vede ke vzniku styčných ploch mezi již ztvrdlým a čerstvým betonem. Při posouzení je pak třeba uvážit přenos podélných smykových sil, které mezi dílčími průřezy vznikají.
Rozšíření RF-/STEEL Warping Torsion přídavného modulu RF-/STEEL EC3 umožňuje posuzovat pruty s asymetrickými průřezy. Nová funkce je do tohoto modulu zcela integrována a lze ji aktivovat pro sady prutů.
Při optimalizaci konstrukce může být nutné několikrát upravit jednotlivé průřezy. Mit der Funktion "Stäben grafisch zuordnen", welche unter "Querschnitte" im Projekt-Navigator Daten zu finden ist, ist dies sehr schnell möglich.