Směr větru hraje zásadní roli při CFD (Computational Fluid Dynamics) simulaci a při statickém návrhu budov a infrastruktury. Jedná se o určující faktor pro posouzení interakce sil od větru s konstrukcemi, ovlivňující rozložení tlaků od větru a následně i odezvu konstrukce. Pochopení vlivu směru větru je nezbytné pro vypracování návrhů, které mohou odolávat proměnným silám větru a zajišťují bezpečnost a trvanlivost konstrukcí. Zjednodušeně řečeno, směr větru pomáhá vyladit CFD simulace a řídí principy návrhu pro optimální chování a odolnost proti účinkům větru.
V tomto příspěvku vám na příkladu desky z drátkobetonu popíšeme, jaký vliv má na výsledek výpočtu použití různých integračních metod a různý počet integračních bodů.
Události posledních let nám připomínají, jak je důležité stavět konstrukce odolné proti zemětřesení v ohrožených regionech. Jako inženýr musíte při návrhu konstrukcí neustále zvažovat mezi hospodárností - finančními možnostmi - a statickou bezpečností. Pokud je kolaps nevyhnutelný, posuďte, jaký bude mít vliv na konstrukci. Cílem tohoto článku je ukázat vám možnost, jak toto posouzení provést.
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.
Pro posouzení stability prutů metodou náhradního prutu je nutné zadat vzpěrné délky nebo délky pro klopení pro stanovení kritického zatížení pro ztrátu stability. V tomto článku představujeme unikátní funkci programu RFEM 6, pomocí které lze přiřadit uzlovým podporám excentricitu a ovlivnit tak výpočet kritického ohybového momentu zohledněného při posouzení stability.
Velikost výpočetní oblasti (velikost větrného tunelu) je důležitým aspektem simulace větru, který má významný vliv na přesnost, ale i náklady na CFD simulaci.
Se zavedením normy ACI 318-19 byly nově upraveny dlouhodobě používané vztahy pro stanovení smykové únosnosti betonu Vc.
Při novém postupu se nyní uvažuje vliv výšky stavebního dílce, stupeň podélného vyztužení i vliv normálového napětí na únosnost ve smyku Vc. V následujícím textu podrobněji popíšeme změny při posouzení na smyk a postup si ukážeme na názorném příkladu.
Vzhledem k tomu, že realistické stanovení podmínek podloží výrazně ovlivňuje kvalitu statického výpočtu budov, nabízí program RFEM 6 addon Geotechnická analýza pro vytvoření tělesa podloží, které má být analyzováno.
Způsob, jak použít údaje získané z terénních zkoušek v addonu a jak použít charakteristiky ze zemních sond pro stanovení požadovaných půdních masivů byl popsán v článku databáze znalostí „Vytvoření tělesa podloží ze zemních sond v programu RFEM 6“. V tomto příspěvku budeme pokračovat popisem postupu výpočtu sedání a tlaků v základové spáře železobetonové budovy.
Addon Analýza fází výstavby (CSA) umožňuje posuzovat konstrukce z prutů, ploch i těles v programu RFEM 6 s ohledem na konkrétní fáze výstavby související s procesem výstavby. To je důležité, protože budovy se nestaví najednou, ale postupným kombinováním jednotlivých konstrukčních částí. Jednotlivé kroky, ve kterých se do budovy přidávají konstrukční prvky a zatížení, se nazývají fáze výstavby, zatímco samotný proces se nazývá stavební proces.
Konečný stav konstrukce je tak k dispozici po dokončení stavebního procesu; tedy po všech fázích výstavby. U některých konstrukcí může být vliv stavebního procesu (tedy všech jednotlivých fází výstavby) významný a je třeba ho zohlednit, aby se předešlo chybám ve výpočtu. Obecný popis addonu CSA byl poskytnut v odborném článku „Zohlednění fází výstavby v programu RFEM 6“.
Výpočet složitých konstrukcí metodou konečných prvků se obecně provádí pro celý model. Nicméně stavba takovýchto konstrukcí je proces, který probíhá ve více fázích a konečného stavu budovy je dosaženo přidáváním jednotlivých konstrukčních částí. Abychom se vyhnuli chybám při výpočtu celkových modelů, je třeba zohlednit vliv stavebního procesu. V programu RFEM 6 je to možné pomocí addonu Analýza fází výstavby (CSA).
Konstrukce jsou ve skutečnosti trojrozměrné; někdy je však lze zjednodušit a analyzovat jako 2D nebo 1D modely. Typ modelu má rozhodující vliv na namáhání konstrukčních prvků a měl by být definován před modelováním a výpočtem.
Při modelování statických nosných systémů, zejména hal, se může stát, že některé části konstrukce v oblasti základů, které nemají žádný vliv na navazující konstrukci, nejsou v programu RFEM nebo RSTAB modelovány. U halových konstrukcí se jedná například o železobetonové základové desky, základové pásy nebo tahové pásy mezi základy sloupů.
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.
U prutu můžeme zadat pružné uložení. Při modelování se tak zpravidla zohledňuje vliv podloží. Pružné podloží lze definovat pouze u prutu typu „Nosník”.
Při posouzení betonových ploch lze podíl žeber vnitřních sil pro výpočet MSÚ a pro analytickou metodu výpočtu MSP zanedbat, protože tato složka je již zohledněna při posouzení prutu. Pro tyto účely je v přídavném modulu RF‑CONCRETE Surfaces tlačítko „Detaily“ a odpovídající zaškrtávací políčko. Pokud nejsou žádná žebra definována, není tato funkce dostupná.
Klasifikace průřezů podle EN 1993-1-1 na základě tabulky 5.2 je jednoduchá metoda pro posouzení lokálního boulení částí průřezu. U průřezů třídy 4 je třeba následně stanovit účinné průřezové charakteristiky podle EN 1993-1-5, abychom při posouzení na mezní stav únosnosti zohlednili také vliv lokálního boulení.
Přerušení výpočtu kvůli nestabilní konstrukci může mít různé příčiny. Na jedné straně to může ukazovat na "skutečnou" nestabilitu vlivem přetížení systému, ale na druhé straně mohou být za toto chybové hlášení odpovědné i nepřesnosti v modelování.
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.
Se zavedením normy ACI 318-19 byly nově upraveny dlouhodobě používané vztahy pro stanovení smykové únosnosti betonu Vc. Při novém postupu se nyní uvažuje vliv výšky stavebního dílce, stupeň podélného vyztužení i vliv normálového napětí na únosnost ve smyku Vc. V následujícím textu podrobněji popíšeme změny při posouzení na smyk a postup si ukážeme na názorném příkladu.
Sedání konstrukce může mít vliv také na sousední stavby. Modul RF-SOILIN nabízí drobnou funkci, která umožňuje zohlednit účinky přitížení u oddělených základových desek.
Pružné deformace konstrukčního prvku vlivem zatížení vycházejí z Hookova zákona, který popisuje lineární vztah mezi napětím a přetvořením. Jsou vratné: Po odlehčení se konstrukční prvek vrací do původního tvaru. Plastické deformace ovšem vedou k nevratným změnám tvaru. Plastická přetvoření jsou zpravidla podstatně větší než pružné deformace. Při plastickém namáhání tažných materiálů, jakým je ocel, dochází k jejich zplastizování, při němž je nárůst deformace doprovázen zpevněním. Vedou k trvalým deformacím - a v extrémních případech k porušení konstrukčního prvku.
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.
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.
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.
Při výpočtu minimální výztuže pro mezní stav použitelnosti podle čl. 7.3.2 má účinná pevnost v tahu fct,eff podstatný vliv na stanovené množství výztuže. Tento příspěvek podává přehled o výpočtu účinné pevnosti v tahu fct,eff a možnostech zadání v modulu RF-CONCRETE.