Jak již možná víte, program RFEM 6 vám nabízí možnost zohlednit materiálové nelinearity. Tento článek vysvětluje, jak stanovit vnitřní síly na deskách modelovaných z nelineárního materiálu.
Liniová uvolnění jsou v programu RFEM 6 speciální objekty, které umožňují ve statickém modelu rozpojení objektů spojených v určité linii. Většinou se používají k rozpojení dvou ploch, které nejsou pevně spojeny nebo přenášejí pouze tlakové síly na společné hraniční linii. Zadáním liniového uvolnění se na dotyčném místě vygeneruje nová linie, která přenáší pouze uzamknuté stupně volnosti. V tomto článku si ukážeme na praktickém příkladu zadání liniových uvolnění.
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.
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.
Posouzení na protlačení se má podle EN 1992-1-1 provést u desek se soustředěným zatížením nebo reakcí. Uzel, kde se provádí posouzení na únosnost ve smyku při protlačení (tj. v případě problému s protlačením), se označuje jako uzel protlačení. Soustředěné zatížení v těchto uzlech lze zadat pomocí sloupů, osamělé síly nebo uzlových podpor. Koncový bod lineárního zatížení na deskách se také považuje za soustředěné zatížení, a proto by měla být kontrolována smyková únosnost také na koncích a v rozích stěn a na koncích nebo v rozích liniových zatížení a liniových podpor.
Komplexní konstrukce představují soubor konstrukčních prvků s různými vlastnostmi. Přesto mohou mít určité prvky stejné konstrukční vlastnosti (např. podpory, nelinearity, úpravy konců, klouby atd.) i vlastnosti pro posouzení (např. vzpěrné délky, návrhové podpory, výztuže, třídy provozu, redukce průřezů atd.). V programu RFEM 6 lze tyto prvky seskupovat na základě jejich společných vlastností, a zohledňovat je tak společně při modelování i při posouzení.
Pokud se pruty směřující do prostoru setkají v uzlu, neleží lokální osy y prutů v jedné rovině, protože lokální osy z jsou v rovině tíhové síly a prutu.
Při použití pomalu tuhnoucího betonu (obvykle u konstrukčních prvků s velkou tloušťkou) může být vypočítaná minimální výztuž pro vynucené přetvoření redukována součinitelem 0,85 podle EN 1992-1-1, 7.3.2. Podmínkou však je, aby charakteristická hodnota pro vývoj pevnosti r = fcm2/fcm28 nebyla větší než 0,3. Kromě toho musí být v projektové dokumentaci výslovně definovány obecné podmínky pro použití této redukce výztuže.
S přídavným modulem RF‑/LIMITS je možné porovnávat únosnost prutů, konců prutů, uzlů, uzlových podpor a ploch (jen v programu RFEM) prostřednictvím definované mezní únosnosti. Dále je možné kontrolovat posunutí uzlů i rozměry průřezu. V tomto příkladu porovnáme síly v patce sloupu přístřešku pro auto s maximálními přípustnými silami danými výrobcem.
Při konstantním spojitém zatížení je možné podle EN 1992‑1‑1 (Eurokód 2) zadat návrhový řez pro smykovou výztuž ve vzdálenosti d od přední hrany podpory. Přitom se redukuje použitá posouvající síla pro smykovou výztuž na VEd,red. Pro posouzení maximální přenesené tlakové síly v betonu VRd,max je ale použita úplná posouvající síla.
S novým typem prutu „Výsledkový prut“ je nyní v programu RFEM 5 možné jednoduše stanovit výsledné součty zatížení jednotlivých poschodí. Nejprve namodelujeme prut ve vybraném nebo ve všech poschodích a při zadávání parametrů výsledkového prutu přidáme uvažované stěny do zahrnutých objektů. Program RFEM pak integruje plošné vnitřní síly k prutovým vnitřním silám.
V programu RFEM lze generovat zatížení na pruty, plochy nebo tělesa v důsledku pohybu. Tak lze například pro systém automaticky generovat brzdné nebo akcelerační síly z přímočarých nebo rotačních pohybů.
V programech RFEM 5 a RSTAB 8 lze přiřadit nelinearity kloubům na konci prutu. Kromě nelinearit „Pevný, je‑li...“ a „Částečná účinnost“ můžete také zvolit „Diagram“. Pokud zvolíte možnost „Diagram“, je třeba zadat odpovídající nastavení pro působení kloubu na konci prutu. Pro jednotlivé definiční body je nezbytné určit souřadnice hodnot (deformace nebo pootočení a na nich závislé vnitřní síly), které definují kloub.
V programu RFEM 5 máme nyní možnost použít při posouzení modelu velké množství různých nelinearit prutů. Zde ukážeme příklad použití nelinearity prutu „Prokluz“. Jedná se o zjednodušený model betonové šachty s čtvercovým půdorysem.
Standardně se spočítané hodnoty pořadnic příčinkové čáry zobrazí jako desetinné číslo s maximálně šesti desetinnými místy. To obvykle postačuje pro příčinkové čáry pro vnitřní síly.
Únosnost po smykové síle VRd,c bez vypočtené smykové výztuže podle 6.2.2, EN 1992-1-1 [1] nebo 10.3.3, DIN 1045-1 [2] se vypočítá v závislosti na stupni podélného vyztužení. Pokud se pro výpočet VRd,c použije požadovaná podélná výztuž z posouzení ohybu, vede to k podceňování únosnosti ve smyku bez smykové výztuže v blízkosti kloubových koncových podpěr. Tam požadovaná ohybová výztuž, na rozdíl od působení posouvající síly, ubývá ve směru podpory. Navíc skutečně použitá podélná výztuž v oblasti koncových podpěr se významně liší od požadované ohybové výztuže (například v případě neodstupňované výztuže nosníku).
V tomto příspěvku se budeme zabývat prvky, na jejichž průřez působí současně ohybový moment, posouvající síla a osová tlaková nebo tahová síla. V našem příkladu ovšem nebudeme uvažovat namáhání posouvající silou.
V tomto příspěvku popíšeme návrh smykových spojovacích prostředků konstrukce z křížem lepeného dřeva, které přenášejí podélné síly ze smykových stěn do země.
Průměrované vnitřní síly z předem zadaných oblastí průměrování lze použít také pro posouzení betonových ploch. Tato možnost je v modulu RF‑CONCRETE Surfaces dostupná přes tlačítko [Detaily...] při zaškrtnutí odpovídajícího políčka. Pokud nebyly předem zadány žádné oblasti průměrování, není tato funkce dostupná.
U kloubů na konci prutu lze v programu RFEM i RSTAB definovat nelineární vlastnosti. Kromě diagramů účinnosti a závislostí deformací na síle existuje také jednoduchá možnost použít jako kritérium účinnosti kloubu znaménko nebo mezní hodnoty vnitřních sil. Tímto způsobem lze předepsat, které vnitřní síly se na konci prutu přenášejí.
Pokud výpočet modelu prutu analýzou druhého řádu končí chybovým hlášením, bývají často příčinou této nestability vypadlé tahové pruty: Jestliže v některém výpočetním kroku působí v tahovém prutu tlakové síly, tento prut se v následujících iteracích nezohlední. Model se tak může stát nestabilním.
Při modelování prutových konstrukcí nabízejí programy RSTAB a RFEM různé možnosti pro nastavení přenosu vnitřních sil ve styčných bodech. Zaprvé lze zadáním typu prutu stanovit, zda mají na připojené pruty působit pouze síly nebo také momenty. Zadruhé lze z přenosu vyloučit určité vnitřní síly pomocí kloubů. Zvláštní případ představují nůžkové klouby, které umožňují realisticky modelovat například střešní konstrukce.
Pokud je prut příčně podepřen proti vybočení vlivem tlakové osové síly, je třeba zajistit, aby příčné podepření bylo skutečně schopné zabránit vybočení. V našem příspěvku se tak budeme zabývat stanovením ideální tuhosti pružiny u příčné podpory pomocí Winterova modelu.
Při posouzení posouvající síly v přídavných modulech RF-CONCRETE Members a CONCRETE lze působící posouvající sílu Vz redukovat podle EN 1992-1-1. V následujícím příspěvku se zabýváme redukcí osamělých břemen v blízkosti uložení a posouzením posouvající síly ve vzdálenosti d od líce podpory v případě rovnoměrného zatížení.
Pokud je žebro součástí nelineárního posouzení nebo pokud vykazuje tuhé spojení s navazujícími stěnami, je třeba místo prutu použít pro modelování plochu. Aby bylo nicméně možné žebro stále posuzovat jako prut, potřebujeme výsledkový prut se správnou excentricitou, který vnitřní síly na ploše převádí na vnitřní síly prutu.