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.
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.
V přídavném modulu RF‑/STEEL EC3 se stabilitní analýza sad prutů provádí standardně obecnou metodou (EN 1993‑1‑1, čl. 6.3.4). Přitom je třeba správně stanovit podporové podmínky pro náhradní konstrukci se čtyřmi stupni volnosti. V dnes běžně používaných 3D modelech můžete rychle ztratit přehled o poloze sad prutů v konstrukci.
Pro vzpínadlovou příhradovou konstrukci by měly být tlačené prvky modelovány kolmo k šikmému nosníku. Definovány jsou délka prutu a průsečík hlavního nosníku a vzpínadla.
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.
Jednou z výhod zadání konstrukce v programu RFEM je naprostá volnost při výběru geometrie. Tak je bez dalších komplikací možné zvolit konstrukci, v které jsou, jak je vidět na obrázku, konkávní zaoblené rohy.
Pokud jsme do programu RFEM importovali soubor DXF nebo potřebujeme přidat membránu ke stávající prutové konstrukci, můžeme použít funkci „Nástroje“ → „Generovat model - plochy“ → „Plochy z buněk“, a rychle tak vytvořit rovinné plochy.
Parametrizované zadání poskytuje uživatelům nástroj pro zvýšení efektivity. Umožňuje zadávat údaje o konstrukci a zatížení v závislosti na určitých proměnných hodnotách. Tyto proměnné (např. délka, šířka, provozní zatížení atd.) označujeme jako parametry.
V programech RFEM 5 a RSTAB 8 je možné vytvořit plošná zatížení jako „vítr“ či „sníh“ pomocí implementovaného generátoru zatížení. Tato plošná zatížení jsou v grafice standardně zobrazena na prutové konstrukci jako plošná zatížení.
U relativně velkých nebo relativně malých ploch může dojít k tomu, že automaticky vytvořené hodnoty výsledků poměrově neodpovídají konstrukci. Die Ergebnisse werden bei großen Flächen entweder zu häufig erzeugt oder bei kleinen Flächen zu wenig.
Vztlakovým silám na konstrukci, které jsou většinou způsobeny zatížením větrem nebo z dynamické analýzy, čelíme většinou tahovými kotvami zavedenými do základu.
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.
Někdy je třeba již existující konstrukci vyztužit, například když se přidává nové patro nebo pokud se u stávajícího prutu ukáže, že byl poddimenzován kvůli těžko predikovatelnému zatížení. V mnoha případech nemusí být konstrukční prvek snadno vyměnitelný a pro splnění nového požadavku na zatížení je použito vyztužení.
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.
Z architektonického hlediska se kladou na zábradlí neustále velmi vysoké požadavky, přičemž se obvykle vyžaduje vysoký stupeň průhlednosti. Skleněná zábradlí, u nichž nevidíme žádnou další rámovou konstrukci, přitom představují možné řešení.
Některé konstrukce je třeba posuzovat v různém uspořádání. Může se tak stát, že nůžkovou zvedací plošinu je třeba posoudit v poloze u země, ve střední poloze i v maximální výšce. Protože podobné úkoly vyžadují vytvořit několik modelů, které jsou ovšem téměř totožné, znamená aktualizace všech modelů jediným kliknutím myší výrazné ulehčení práce.
Při působení gravitačního zatížení na konstrukci dochází k bočnímu posunu. S tím, jak gravitační zatížení dále působí na bočně vychýlené prvky, vytvoří se sekundární klopící moment. Tento efekt se také označuje jako „P-Delta (Δ)“. Čl. 12.9.1.6 normy ASCE 7-16 a komentář k NBC 2015 stanovují, kdy se mají při modální analýze spektra odezvy zohlednit účinky P-Delta (druhého řádu).
V zásadách navrhování konstrukcí se jako základní požadavky na konstrukci uvádí dostatečná únosnost, použitelnost a trvanlivost. Konstrukce musí být navrženy tak, aby nedošlo k jejich poškození v důsledku událostí, jako je například náraz vozidla.
Verzí X.11 byly přepracovány možnosti filtrování malých tlakových sil, respektive momentů pro posouzení stability v přídavném modulu RF‑/STEEL EC3. Úprava těchto možností filtrování v záložce "Stabilita" dialogu "Detaily" umožňuje transparentní práci v modulu, protože jsou nyní nezávislé na posouzení.
Následující konstrukci přebíráme z odborné literatury [1] „Kommentar zum Eurocode 3 (Komentář k Eurokódu 3)“, kde se uvádí jako příklad IV.10. U daného sloupu s lineárně proměnným průřezem je třeba ověřit dostatečnou únosnost (posouzení průřezu a stability). Protože se nejedná o stejnoměrný konstrukční prvek, musí se stabilita (vzpěr z roviny) posoudit obecnou metodou podle článku 6.3.4 anebo podle teorie druhého řádu.
Při statickém posouzení konstrukce se nepočítají a nevyhodnocují pouze vnitřní síly a deformace. Je také třeba zajistit, aby se síly a momenty v konstrukci spolehlivě přenášely dále do základů. Dlubal Software nabízí širokou škálu produktů pro statické výpočty ocelových a dřevěných spojů. Modul RF-/JOINTS Steel – Column Base slouží k posouzení patek kloubově uložených nebo vetknutých ocelových sloupů. Patní desky sloupů lze přitom navrhnout s výztuhami či bez výztuh.
V tomto příspěvku vysvětlíme, jak lze stanovit zatížení na základě vnitřních sil definovaných v rozšíření RF-/STEEL Warping Torsion přídavného modulu RF-/STEEL EC3. Vzhledem k tomu, že tento nový program umožňuje kromě celých řetězových prutových konstrukcí analyzovat také extrahované řetězové konstrukce, je nutné stanovit zatížení pro dílčí konstrukci zvlášť. Za tímto účelem byla vyvinuta speciální transformační funkce, která stanoví nová zatížení všech dílčích konstrukcí (v závislosti na vnitřních silách vypočítaných v programu RFEM/RSTAB) pro každou zatěžovací situaci pro geometricky nelineární analýzu vázaného kroucení se sedmi stupni volnosti.
Aby bylo možné použít vnitřní síly z oblastí průměrování také pro posouzení betonových ploch, je třeba je v modulu aktivovat. Za tímto účelem klikněte v záložce "Nástroje" na tlačítko [Detaily] a vyberte možnost "Použít zprůměrované vnitřní síly v definované oblasti průměrování pro výpočet MSÚ a pro analytickou metodu výpočtu MSP".
V železobetonových stavbách se často uplatňují průvlaky nebo případně deskové nosníky. Zatímco dříve se průvlak modeloval a počítal například jako pevná podpora a zjištěné podporové reakce se pak uvažovaly na samostatném prutovém systému s průřezem deskového nosníku, nabízí program RFEM jako jeden z komplexních programů pro výpočty metodou konečných prvků možnost zohlednit konstrukci jako celek, a posoudit ji tak přesněji.
Po kliknutí na tlačítko [Detaily] lze v modulu RF-GLASS vybrat výsledky, které si přejeme zobrazit. Pro lepší přehled při vyhodnocování výsledků lze jednotlivá znázornění napětí - hlavních napětí, napětí podle os, smykových napětí - a také různé tabulky výsledků samostatně aktivovat nebo případně deaktivovat. Každý uživatel si tak může zobrazit pouze požadované výsledky.
Sila se používají jako velkoobjemové kontejnery pro skladování sypkých materiálů, jako jsou zemědělské produkty nebo výchozí materiály, a také meziproduktů průmyslové výroby. Statické inženýrství takových konstrukcí vyžaduje přesnou znalost napětí způsobených částicemi ve stavební konstrukci. Norma EN 1991-4 "Zatížení pro sila a nádrže" [1] stanoví obecné zásady a požadavky pro stanovení těchto zatížení.
Kopulovité střechy se pro svou konstrukční účinnost a úspornost často používají k zastřešení skladištních hal nebo stadionů. I když má kopule příjemný geometrický tvar, je u ní tím složitější stanovit zatížení větrem vzhledem k vlivu Reynoldsova čísla. Součinitele vnějšího tlaku (cpe) závisí na hodnotách Reynoldsova čísla a štíhlosti konstrukce. Pomoc při stanovení zatížení větrem, která na kopuli působí, poskytuje EN 1991-1-4 [1]. Na jejím základě si následně ukážeme, jak lze v programu RFEM zadávat zatížení větrem. Zatížení větrem na konstrukci znázorněnou na obrázku 1 lze rozdělit následovně:Zatížení větrem na stěnyZatížení větrem na kopuli