Plochy v modelech budov mohou mít mnoho různých velikostí a tvarů. V programu RFEM 6 lze všechny tyto plochy zohlednit, neboť program umožňuje definovat různé materiály a tloušťky a také plochy s různou tuhostí a různými typy geometrie. Tento článek se zaměřuje na čtyři z těchto typů ploch: rotační, oříznutí, bez tloušťky a pro přenos zatížení.
V programu RFEM 6 je možné zadat konstrukce s vícevrstvými plochami pomocí addonu „Vícevrstvé plochy“. Pokud je tedy addon aktivován v základních údajích modelu, je možné definovat skladby vrstev s libovolným materiálovým modelem. Lze také kombinovat materiálové modely například izotropních a ortotropních materiálů.
V tomto příspěvku si ukážeme, jak lze v programu RFEM 6 správně zohlednit spojení mezi plochami, které se navzájem dotýkají v jedné linii, pomocí liniových kloubů.
V programu RFEM 6 je možné definovat mezi plochami liniové svary a pomocí addonu Analýza napětí-přetvoření v nich počítat napětí. V tomto článku si ukážeme, jak na to.
Standardní situací v případě dřevěných prutových konstrukcí je spojení menších prutů s větším hlavním nosníkem za vzniku kontaktní plochy. Podobné podmínky mohou nastat na konci prutu, když je nosník uložen na podpoře s možným otlačením. V obou případech musí být nosník navržen tak, aby zohledňoval únosnost v otlačení kolmo k vláknům podle NDS 2018, čl. 3.10.2 a CSA O86:19, body 6.5.6 a 7.5.9. V programech pro statické výpočty není obvykle možné provést toto kompletní posouzení, protože není známa kontaktní plocha uložení. V programu nové generace RFEM 6 a addonu Posouzení dřevěných konstrukcí je ale nová funkce 'Návrhová podpora', která umožňuje uživateli provést posouzení únosnosti v otlačení kolmo k vláknům podle norem NDS a CSA.
Při posuzování průřezů podle Eurokódu 3 se vychází z klasifikace posuzovaného průřezu z hlediska tříd stanovených normou. Klasifikace průřezů je důležitá, protože určuje meze únosnosti a rotační kapacity v důsledku lokálního boulení částí průřezu.
Pro realistické vytvoření plošného modelu s neúčinnými podporami nabízí program RFEM 5 u kontaktních těles v sekci „Kontakt rovnoběžně s plochami“ volbu „Neúčinnost, pokud kontakt není účinný kolmo k plochám“.
V programu RFEM je možné nechat zobrazit výslednice řezu nebo uvolnění. Tento příspěvek vysvětluje, na kterou část plochy řezu působí. Nejjednodušší by bylo vztáhnout výslednice na jednu stranu řezu. Nicméně vzhledem k tomu, že řez může probíhat několika plochami s různými lokálními souřadnými systémy, není stanovení pomocí strany řezu možné.
V RF-CONCRETE Members lze provést také posouzení smyku ve styčné ploše. Aby bylo možné provést toto posouzení, je třeba v okně 1.6 v záložce „Styčná plocha“ zaškrtnout políčko „Smyk ve styčné ploše možný“.
V programu RFEM lze nastavit vlastnosti kontaktu mezi dvěma plochami pomocí kontaktního tělesa. Při modelování je mimo jiné potřeba zajistit, aby měly obě kontaktní plochy jednoho kontaktního tělesa stejný počet integrovaných objektů. Proto když se modelují kontaktní plochy, doporučuje se použít funkci kopírovat pro vytvoření druhé kontaktní plochy.
Vkládat otvory do ploch je velmi snadné díky celé řadě funkcí. Při vkládání otvorů či vrtání do těles je však třeba dát pozor na to, že u průběžného otvoru se musí vytvořit otvor na začátku i na konci a dále také plocha, která otvor odděluje od tělesa.
U těles se nabízí další možnost pro nastavení sítě konečných prvků. Kromě celkového zjemnění sítě konečných prvků lze nastavit také vícevrstvou síť. V takovém případě lze zadat dělení tělesa s konečnými prvky mezi dvěma rovnoběžnými plochami. Tato možnost je vhodná především u protáhlých těles s omezenou výškou.
Pokud máme takový dřevěný spoj, jako je na obr. 01, lze uvažovat rotační tuhost spoje. Tu lze určit pomocí modulu prokluzu spojovacího prostředku a polárního momentu setrvačnosti spoje. Přitom se zanedbává plocha spojovacích prostředků.
Místo čtyřúhelníkové plochy může být také použita plocha typu B‑spline (Bézierova). Tu lze dodatečně upravovat v jejím tvaru díky integrovaným pomocným uzlům. V závislosti na potřebné složitosti plochy lze vytvořit 3 x 3 nebo 4 x 4 pomocné uzly.
Pokud chceme modelovat dvě protínající se plochy, máme v programu RFEM možnost nechat vytvořit průsečnici automaticky. V programu je tato funkce označována jako průnik. Při vytváření průniku je namodelovaná plocha rozdělená do komponent. Dies bietet den Vorteil, dass diese Komponenten bei der Schnittkraftermittlung berücksichtigt oder aber wahlweise auch deaktiviert werden können.
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.
Cílem klasifikace průřezů je určit, v jakém rozsahu omezuje lokální boulení únosnost a rotační kapacitu průřezů. V EN 1999-1-1, 6.1.4.2 (1) se definují čtyři třídy průřezů.
U smíšených systémů z prutů a ploch je třeba věnovat vždy zvláštní pozornost spojovacím bodům, protože v těchto místech nelze vždy bez problému přenášet všechny vnitřní síly.
V tomto příspěvku si ukážeme, jak lze zohlednit polotuhé spojení mezi plochami pomocí liniových kloubů a liniových uvolnění. Polotuhé spojení mezi plochami lze zohlednit pomocí liniových kloubů a liniových uvolnění. Příkladem mohou být styčné spáry v železobetonových konstrukcích nebo rohová spojení v konstrukcích z křížem lepeného dřeva.
V praxi stojíme často před úkolem co možná nejreálněji modelovat podporové podmínky, abychom mohli uvážit jejich vliv při posouzení deformací a vnitřních sil konstrukce a abychom umožnili navrhnout co možná nejekonomičtější konstrukce. Programy RFEM a RSTAB nabízejí mnoho různých možností pro zadání nelinearit uzlových podpor. V našem druhém příspěvku si na jednoduchém příkladu ukážeme, jaké jsou možnosti, pokud chceme zadat nelineární rotační podepření. Pro lepší pochopení vždy současně předvedeme výsledek v případě lineárně zadané podpory.
Některé složené nosníkové konstrukce, jako jsou zásobníky na sebe nebo zasunuté teleskopické tyče, přenášejí síly ve spojích mezi konstrukčními prvky třením. Únosnost takového spoje závisí na účinné normálové síle kolmo na rovinu tření a na součinitelích tření mezi oběma třecími plochami. Například, čím více jsou třecí plochy stlačeny, tím větší vodorovnou smykovou sílu mohou třecí plochy přenášet (statické tření).
Před vlastní analýzou je třeba ocelové průřezy klasifikovat podle kap. 5.5 normy EN 1993‑1‑1 s ohledem na jejich únosnost a rotační kapacitu. Analyzují se přitom jednotlivé části průřezů a zařazují se do třídy 1 až 4. Třídu průřezu přitom obecně určuje část průřezu s nejvyšší třídou. Zatímco u průřezů třídy 1 a 2 lze při následném posouzení uvažovat plastickou únosnost, lze u průřezů od třídy 3 provést pouze pružnou analýzu. U průřezů třídy 4 se vyskytuje lokální boulení již před dosažením pružného momentu. Tuto skutečnost lze zohlednit tak, že použijeme účinné šířky. Následující článek se podrobněji zabývá výpočtem účinných průřezových hodnot.
Přídavný modul RF-/STEEL EC3 provádí před vlastním posouzením podrobnou klasifikaci průřezů u každého posouzení. Damit wird die Empfindlichkeit aller Teile des Querschnitts in Bezug auf lokales Beulen bewertet. Zjištěná třída průřezu má pak vliv na výpočet jeho únosnosti a rotační kapacity.
Velmi složité objekty lze v programu RFEM rychle modelovat pomocí rotace linií nebo polylinií. Sind im Modell nachträglich noch Änderungen vorzunehmen, sind Quadrangelflächen, bei denen die Randlinien editierbar sind, von Vorteil.
Pro získání sil pro posouzení spojů mezi plochami se můžete podívat na výsledky pomocí funkce "Průběh výsledků" pro spojovací linii. Darin stehen unter anderem Hilfsmittel wie die "Glättungslinie" und die "Glättungsbereiche" zu Verfügung.
Kontaktní tělesa lze vytvořit mezi dvěma rovnými plochami nebo mezi dvěma válcovými skořepinami. Ist jedoch der Bereich des Kontaktproblems etwas komplizierter, muss entweder das System so vereinfacht werden, dass die Anforderungen eines Kontaktvolumens erreicht werden, oder man greift auf die "alte" Modellierungsart mittels Stäbchenmodell zurück.
Od verze X.05.0018 lze pomocí modulu RF-/JOINTS Steel - DSTV posuzovat také ohybově tuhé přípoje nosníků na sloupy. Možné jsou přitom jak jednostranné, tak oboustranné přípoje. V souladu se směrnicí DSTV se ověřuje s ohledem na vytížení, zda je daný průřez sloupu dostatečně nadimenzován. Uživatel má možnost převést rotační tuhost a excentricitu přípoje do programu RFEM, případně RSTAB.