Klopení (LTB) je jev, ke kterému dochází, pokud je nosník nebo prut namáhán ohybem a tlačená pásnice není dostatečně bočně podepřena. To vede ke kombinaci bočního posunu a kroucení. Jedná se o kritický faktor při posouzení konstrukčních prvků, zejména u štíhlých nosníků a nosníků.
Posouzení na únavu podle EN 1992-1-1 je třeba provést u konstrukčních prvků, které jsou vystaveny velkým rozkmitům rozpětí napětí a/nebo mnoha změnám zatížení. Posouzení pro beton a výztuž se provádějí odděleně. K dispozici jsou dvě možné metody posouzení.
Deskový nosník představuje hospodárnou volbu pro velkorozponové konstrukce. Ocelový deskový nosník s I-profilem má obvykle stojinu vysokou pro maximalizaci smykové únosnosti a oddělení pásnic, ale tenkou pro minimalizaci vlastní tíhy. Vzhledem k vysokému poměru výšky k tloušťce (h/tw ) mohou být pro vyztužení štíhlé stojiny zapotřebí příčné výztuhy.
Nedávno představená Webová služba umožňuje uživatelům komunikovat s programem RFEM 6 pomocí jejich zvoleného programovacího jazyka. Tyto služby jsou ještě rozšířeny o naši knihovnu vysokoúrovňových funkcí (HLF). K dispozici jsou knihovny pro Python, JavaScript a C#. V našem příspěvku se podíváme na praktický příklad programování generátoru 2D příhradových nosníků v Pythonu. Jak se říká, nejlepší je „učit se praxí“.
Nosník (trám) je podle EN 1992-1-1 [1] prut, jehož rozpětí není menší než trojnásobek celkové výšky průřezu. Jinak by měl být konstrukční prvek považován za stěnový nosník. Chování stěnových nosníků (tj. nosníků s rozpětím menším než je trojnásobek výšky průřezu) se liší od chování běžných nosníků (trámů, tj. nosníků s rozpětím, které je třikrát větší než výška průřezu).
Posouzení stěnových nosníků je ovšem často nutné při analýze konstrukčních prvků železobetonových konstrukcí, protože se používají pro nadokenní a dveřní překlady, průvlaky, spoje mezi deskami v různých úrovních a rámové systémy.
Nová generace programů RFEM nabízí možnost provést posouzení stability sedlových prutů metodou náhradního prutu. Posouzení touto metodou lze provést, pokud jsou u nosníků s proměnným průřezem dodrženy požadavky normy DIN 1052, oddíl E8.4.2. V odborné literatuře je tato metoda převzata také pro Eurokód 5. V tomto příspěvku si ukážeme, jak použít metodu náhradního prutu u sedlového střešního nosníku.
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“.
Při posuzování nosníků jeřábových drah a také podporových zatížení na pokračující konstrukce lze použít automatické vytváření kombinací zatížení v programech RFEM a RSTAB a volbu „EN 1990 + EN 1991‑3; Jeřáby“.
Německá příloha k EN 1992-1-1, národní dodatek NCI k čl. 9.2.1.2 (2) doporučuje rozmístit tahovou výztuž v pásnici deskového nosníku na maximálně jednu šířku odpovídající poloviny vypočítané účinné šířky pásnice beff,i podle rovnice (5,7a).
V přídavném modulu RF‑/STEEL EC3 je možné najednou přiřadit stejné parametry více prutům či sadám prutů. Současné přiřazení vstupních dat je možné pro mezilehlé podpory, účinné délky, uzlové podpory, klouby na koncích prutů, smyková pole a torzní uložení.
Nejčastější příčinou nestabilních modelů je nelinearita při neúčinnosti prutu jako jsou tahové pruty. Nejjednodušším příkladem je rám s kloubově podepřenými sloupy a momentovými klouby v hlavicích sloupů. Takový nestabilní systém musí být stabilizován křížovým ztužením tahovými pruty. V případě kombinací zatížení s vodorovným zatížení zůstává takový systém stabilní. Pokud je však konstrukce zatížena pouze svisle, oba tahové pruty ztužení jsou neúčinné a systém se stává nestabilním, což způsobí přerušení výpočtu. Tomu se lze vyhnout nastavením Zvláštních úprav vypadávajících prutů v menu „Výpočet“ → „Parametry výpočtu“ → „Globální parametry výpočtu“.
Pokud jsou v modelu použity jakékoli nelinearity, jako například neúčinné podpory/základy, nelineární pruty nebo kontaktní tělesa, je možné je deaktivovat v globálních parametrech výpočtu.
U konstrukcí z křížem lepeného dřeva se při větších rozpětích často používají průvlaky nebo hybridní konstrukce. V programu RFEM 5 je lze modelovat pomocí ploch a prutových průřezů. U obou systémů lze také bez problému modelovat zakřivené průvlaky. U zakřivené plochy je prut vždy generován pomocí automatických excentricit prutů v souladu se vzdálenostmi tlouštěk plochy a prutu. Průvlak lze připojit také poddajně pomocí liniového uvolnění.
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.
Samotný beton se vyznačuje pevností v tlaku. K tlakové a především k tahové pevnosti betonu přispívá přidaná ocelová výztuž. Tato výztuž se zpravidla umisťuje v tažených oblastech nosníků nebo plošných prvků (železobetonové desky, stropy, stěny) pro přenos tahových sil vyvolaných vnějším namáháním.
Při zadávání spolupůsobící šířky desky u deskových nosníků se nabízejí předem definované šířky, které odpovídají 1/6 a 1/8 délky prutu. Proč zrovna tyto dvě hodnoty je zde vysvětleno podrobněji.
Podle sešitu 631 směrnice DAfStb, kapitoly 2.4 se statické chování stropů mění, pokud je spojité podepření stěnou přerušováno oblastmi s otvory. V závislosti na délce oblasti s otvorem a tloušťce desky je nutné učinit opatření a prozkoumat desku v oblasti otvoru.
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.
V tomto příspěvku popíšeme různé možnosti, jak stanovit přípustnou deformaci nosníků jeřábové dráhy. Vzhledem k tomu, že se v praxi používají nosníky o několika polích a poddajné příčné podpory (podélné ztužení), chceme v našem příspěvku objasnit, jak vybrat správnou metodu.
Modul RF-TIMBER CSA umožňuje navrhovat dřevěné nosníky metodou ASD (pomocí dovolených napětí) podle normy 2014 CSA O86. Přesný výpočet únosnosti v ohybu a součinitelů přizpůsobení dřevěných prutů je důležitý pro návrh a posouzení bezpečnosti. V následujícím příspěvku ověříme výpočtovou únosnost v ohybovém momentu v přídavném modulu RFEM TIMBER CSA krok za krokem pomocí analytických rovnic podle normy CSA O86-14, včetně ohybových modifikačních součinitelů, únosnosti ohybového momentu a konečného využití.
Při kontrolních výpočtech a porovnání vnitřních sil a z nich plynoucí nutné výztuže průvlaků můžeme někdy pozorovat poměrně velké rozdíly. Přestože se vychází ze stejného předpokládaného zatížení i stejného rozpětí, některé programy nebo ruční výpočet vykazují ve srovnání s výpočtem metodou konečných prvků (MKP) výrazně odlišné vnitřní síly. Rozdíly se vyskytují již u středového prutu a bez uvažování složek vnitřních sil z případné spolupůsobící šířky desky.
V případě velkého rozpětí jeřábové dráhy bývá vodorovné zatížení od příčení jeřábu důležité pro posouzení. V tomto příspěvku si vysvětlíme vznik těchto sil a také ukážeme správné zadání v programu CRANEWAY. Popíšeme přitom teoretické pozadí i praktická hlediska.
Při návrhu sloupů nebo nosníků z oceli je zpravidla třeba provést posouzení průřezů a stabilitní analýzu. Pro posouzení stability musí uživatel obvykle na rozdíl od posouzení průřezů zadat další vstupní údaje. Vzhledem k tomu, že prut je do jisté míry vyčleněn z konstrukce, je třeba blíže specifikovat podporové podmínky. Je to důležité především pro stanovení pružného kritického momentu při klopení Mcr. Dále je třeba zadat také správné vzpěrné délky Lcr, které jsou zapotřebí pro interní výpočet štíhlostních poměrů.
V programu SHAPE-THIN lze části stěn s podélnými výztuhami posoudit podle článku 4.5 normy EN 1993-1-5. U stěn s podélnými výztuhami se mají uvážit účinné plochy lokálního boulení různých subpanelů mezi výztuhami a účinné plochy celkového boulení vyztuženého panelu.
Spoje s deskou na stojině jsou oblíbenou formou kloubových ocelových spojů a běžně se používají u příčných nosníků v ocelových konstrukcích. Lze je bez problému použít pro spoj nosníků se stejnou horní hranou jako například u pracovních plošin. Výroba v dílně ani montáž na místě stavby nejsou zpravidla nijak náročné. Posouzení se zdá být opravdu jednoduché a rychlé, což je ovšem poněkud relativní, jak se následně ukáže. Přípoj lze v zásadě navrhnout jako kloubový spoj nosníku na nosník anebo kloubový spoj nosníku na sloup, přičemž první případ je v praxi mnohem častější.
Musí se mimořádně dbát na to, že únosnost nosníků je narušena v oblasti otvorů. Malé otvory se řeší s dostatečnou přesností tak, že se oblast otvorů nahradí modelem rámové konstrukce. V případě velkých otvorů musí však být celá oblast posouzena zvlášť a zvlášť musí proběhnout také modelování.
Tento příklad je popsán v odborné literatuře [1] jako příklad 9.5 a v publikaci [2] jako příklad 8.5. U posuzovaného hlavního nosníku plošiny je nutné posoudit klopení. Jedná se o symetrický konstrukční prvek. Posouzení stability tedy může proběhnout podle článku 6.3.2 EN 1993-1-1. Vzhledem k jednoosému ohybu by se posouzení mohlo provést také obecnou metodou podle článku 6.3.4. Stanovení součinitele kritického zatížení na idealizovaném modelu prutu se má ovšem navíc v rámci výše zmíněných metod ověřit pomocí MKP modelu.
RFEM nabízí možnost modelovat také zakřivené nosníky. Hierfür muss zunächst eine gekrümmte Linie erstellt werden (siehe Bild 01). Dieser Linie kann im Anschluss ein Stab mit einem Querschnitt zugeordnet werden. Die Vorteile gegenüber der Modellierung mit Stabsegmenten sind die einfachere Handhabung bei der Modellierung sowie die eindeutigere Ergebnisausgabe der Schnittgrößen.
Účinné posouzení předpjatých konstrukčních prvků vyžaduje další kroky, které přesahují standardní posouzení železobetonových konstrukcí počínaje modelováním předpínacích prvků přes výpočet náhradních zatížení až po posouzení únosnosti průřezu. Software pro návrh předpjatého betonu by proto měl mít jasnou strukturu a snadnou navigaci. RFEM se svými přídavnými moduly RF-TENDON a RF-TENDON Design tyto požadavky splňuje a umožňuje uživatelům kompletně navrhnout předpjaté nosníky, rámy, desky, budovy i mosty podle EN 1992-1-1 a různých národních příloh a také podle SIA 262.