Kanadská Národní stavební norma (NBC) 2020, čl. 4.1.8.7 stanovuje jasný postup pro metody analýzy zemětřesení. Pokročilejší metoda, dynamická analýza podle čl. 4.1.8.12, by měla být použita pro všechny typy konstrukcí s výjimkou těch, které splňují kritéria stanovená v 4.1.8.7. Více zjednodušující postup, metodu náhradních statických sil (ESFP) v článku 4.1.8.11, lze použít pro všechny ostatní konstrukce.
Vytvoření ověřovacího příkladu pro výpočetní dynamiku tekutin (CFD) je rozhodujícím krokem pro zajištění přesnosti a spolehlivosti výsledků simulace. Tento proces zahrnuje porovnání výsledků CFD simulací s experimentálními nebo analytickými daty z reálných scénářů. Cílem je prokázat, že CFD model může věrně kopírovat fyzikální jevy, které má simulovat. Tento průvodce popisuje základní kroky při vývoji ověřovacího příkladu pro CFD simulaci, od výběru vhodného fyzikálního scénáře až po analýzu a porovnání výsledků. Pečlivým dodržováním těchto kroků mohou inženýři a výzkumní pracovníci zvýšit důvěryhodnost svých CFD modelů a připravit cestu pro jejich efektivní použití v různých oblastech, jako je aerodynamika, letecký průmysl nebo environmentální studie.
CFD výpočty jsou obecně velmi složité. Přesný výpočet proudění větru okolo komplikovaných konstrukcí je velmi náročný na čas a výpočetní výkon. V mnoha stavebních aplikacích není vysoká přesnost vyžadována a náš CFD program RWIND 2 umožňuje v takových případech zjednodušit model konstrukce a výrazně tak snížit náklady. V tomto příspěvku najdete odpovědi na některé dotazy týkající se zjednodušování.
Soulad se stavebními normami, jako je Eurokód, je nezbytný pro zajištění bezpečnosti, strukturální integrity a udržitelnosti budov a konstrukcí. V tomto procesu hraje důležitou roli numerická simulace proudění (CFD), která simuluje chování tekutin, optimalizuje návrhy a pomáhá architektům a inženýrům splnit požadavky Eurokódu na analýzu zatížení větrem, přirozené větrání, požární bezpečnost a energetickou účinnost. Začleněním CFD do procesu navrhování mohou odborníci vytvářet bezpečnější, efektivnější budovy, které splňují nejvyšší konstrukční evropské normy.
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.
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“.
Ocel má z hlediska požární odolnosti špatné tepelné vlastnosti. Tepelná roztažnost při zvyšující se teplotě je ve srovnání s jinými stavebními materiály velmi vysoká a může vést k účinkům, které se při posouzení za normální teploty nevyskytovaly v důsledku vynuceného přetvoření v konstrukčním prvku.Se zvyšující se teplotou roste poddajnost oceli, zatímco její pevnost klesá. Protože ocel ztrácí při teplotě 600 °C 50% své pevnosti, je důležité konstrukční prvky před účinky požáru chránit. U chráněných ocelových konstrukčních prvků lze prodloužit dobu požární odolnosti díky lepšímu chování při zahřívání.
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).
Dočasné konstrukce jako pracovní lešení nebo stavební podpěry jsou univerzální konstrukce, které lze velmi dobře přizpůsobit různým geometrickým podmínkám.
Jako pomůcku pro statické výpočty rovinných stavebních dílců nabízí RFEM možnost zobrazit kvalitu sítě konečných prvků. Interní kontrola vygenerovaných konečných prvků se provede podle definovaných kritérií.
Ve světě stavebního inženýrství má slovo imperfekce specifický význam. Imperfekce obecně popisují nedokonalost konstrukce nebo výrobní odchylku konstrukčního prvku od ideálního tvaru.
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.
Kanadská Národní stavební norma (NBC) 2015, čl. 4.1.8.7 stanovuje jasný postup pro metody analýzy zemětřesení. Pokročilejší metoda, dynamická analýza podle čl. 4.1.8.12, by měla být použita pro všechny typy konstrukcí s výjimkou těch, které splňují kritéria stanovená v 4.1.8.7. Více zjednodušující postup, metodu náhradních statických sil (ESFP) v článku 4.1.8.11, lze použít pro všechny ostatní konstrukce.
Drátkobeton se v současnosti používá především v konstrukcích podlah průmyslových staveb, případně hal, u základových desek s menším zatížením, suterénních stěn a podlah. Od roku 2010, kdy německý výbor pro železobetonové konstrukce (DAfStb) zveřejnil první směrnici týkající se drátkobetonu, mají statici k dispozici normu pro posouzení tohoto kompozitního materiálu, přičemž vláknobeton se ve stavební praxi těší stále větší oblíbenosti. V tomto článku popíšeme postup při nelineárním výpočtu základové desky z drátkobetonu v mezním stavu únosnosti v programu RFEM pro výpočty metodou konečných prvků.
Drátkobeton se v současnosti používá především v konstrukcích podlah průmyslových staveb, případně hal, u základových desek s menším zatížením, suterénních stěn a podlah. Od roku 2010, kdy německý výbor pro železobetonové konstrukce (DAfStb) zveřejnil první směrnici týkající se drátkobetonu, mají statici k dispozici normu pro posouzení tohoto kompozitního materiálu, přičemž vláknobeton se ve stavební praxi těší stále větší oblíbenosti. V našem příspěvku se budeme zabývat jednotlivými materiálovými charakteristikami drátkobetonu a také zohledněním těchto parametrů v programu RFEM pro statické výpočty metodou konečných prvků.
Programy RFEM a RSTAB jsou programy pro obecné výpočty prutových konstrukcí a pro analýzu konstrukcí metodou konečných prvků, které jsou schopny pokrýt bezpočet dílčích oblastí stavebního oboru. V obou těchto programech lze také posuzovat lanové konstrukce. V našem příspěvku představíme některé nástroje pro modelování a návrh lanových konstrukcí.
RF-COM/RS-COM je programovatelné rozhraní, díky kterému lze rozšířit programy RFEM a RSTAB o programy pro zadávání a postprocesory přizpůsobené uživatelům na míru. V tomto příspěvku je popsán vývoj nástroje pro kopírování a posunování vybraných pomocných linií v programu RFEM. Pomocné linie přitom lze kopírovat nebo posunovat také do jiných pracovních rovin. Jako softwarové prostředí se používá VBA v programu MS Excel.
Výstupní protokoly vytvořené v programech RFEM a RSTAB můžeme přes příslušné rozhraní převádět do programu VCmaster k dalšímu zpracování. VCmaster (dříve BauText) je textový procesor pro stavební inženýry. Umožňuje velice snadno sestavovat, upravovat a dále zpracovávat výpočty, nákresy, fotografie i dokumenty z různých zdrojů.
Lanové a membránové konstrukce jsou považovány za velmi štíhlé a estetické stavební konstrukce. Jejich zčásti velmi složité tvary vyznačující se dvojitou křivostí lze stanovit pomocí vhodných algoritmů pro form-finding. Ein möglicher Lösungsansatz ist hier zum Beispiel die Formensuche über das Gleichgewicht zwischen der Oberflächenspannung (vorgegebene Vorspannung und zusätzliche Last wie Eigengewicht, Druck etc.) und den gegebenen Randbedingungen.
Membránové konstrukce během projekční činnosti vyžadují speciální přístup, který respektuje jejich odlišnost od konvenčních staveb. Nedílnou součástí navrhování těchto staveb je proces hledání vhodných předepjatých tvarů a generování střihových vzorů. Text stručně popisuje dva zásadní procesy při navrhování membránových konstrukcí. Záměrem je přiblížit jejich fyzikální povahu a demonstrovat jednotlivá tvrzení doprovodnými příklady.
Informační modelování budov představuje v současnosti pravděpodobně jedno z nejdůležitějších témat celého odvětví stavebního softwaru. Tento proces přitom není vůbec novinkou a je všeobecně známo, že při dobrém naplánování v počátečním stadiu projektu lze výraznou měrou pozitivně ovlivnit celkové náklady na celý projekt.
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.
Transparentnost skla je důvod, proč tento materiál nesmí chybět v žádné stavbě. Kromě typických oblastí použití, jako jsou okna, se tento stavební materiál stále více používá pro fasády, přístřešky nebo dokonce jako ztužení schodišť. Projektanti přitom pochopitelně často počítají s velmi vysokou transparentností u upevňovacích systémů skleněných tabulí. Zde se uplatňují takzvané bodové držáky pro skleněné tabule.
Současný stav vývoje softwaru pro výpočty metodou konečných prvků a výpočetní techniky umožňuje výpočet složitějších konstrukcí. Stále častěji se výpočty MKP provádějí na celém modelu. V této souvislosti se mohou v praxi vyskytnout určité konstrukční problémy. Jedním z těchto problémů je zohlednění procesu výstavby v modelu.
Proces form-findingu v přídavném modulu RF-FORM-FINDING posouvá rohové uzly konečných prvků membránové plochy v prostoru tak dlouho, dokud definované napětí na ploše není v rovnováze s okrajovými podmínkami. Diese Verschiebung erfolgt unabhängig von der Elementgeometrie. Da diese freie Verschiebung bei Elementen mit vier Eckpunkten eine räumliche Drillung der Elementebene hervorrufen kann und dann die Gültigkeitsgrenzen der Berechnung nicht mehr eingehalten sind, sind für Formfindungssysteme generell Dreieckselemente zu empfehlen. Dreieckselemente bleiben unabhängig von der Verschiebung der Eckknoten eben und in den Anwendungsgrenzen der Berechnung.
Během procesu form-findingu se při hledání rovnovážného stavu zohledňuje také modul prokluzu nosné konstrukce. Große Durchbiegungen von stützenden Fachwerkträgern oder die reine Biegeverformung von Randträgern können bei der Ermittlung der Membranform berücksichtig werden.
Proces form-findingu v programu RFEM hledá rovnovážný stav, kdy jsou definované předpětí membrán a předpětí nebo délkové změny lanových prvků s okrajovými reakcemi v rovnováze. Hierbei gibt das Programm die Möglichkeit, einen isotropen oder einen orthotropen Vorspannungszustand für die Membranen zu definieren.
Rostoucí používání metody BIM při projektování staveb také otevírá nové možnosti pro statiky. Jakmile je vytvořen obsáhlý 3D model budovy, chcete ho dále používat pro statickou analýzu a získat z něj maximální užitek. Pro statiky a použitý software však stojí také některé nové výzvy, které popisujeme v tomto příspěvku.