RF-CONCRETE NL | Základní funkce

Při posouzení železobetonových prvků podle EN 1992‑1‑1 [1] lze zvolit nelineární výpočet vnitřních sil pro mezní stav únosnosti a použitelnosti. Při stanovení vnitřních sil a deformací se přitom zohledňují nelineární vztahy mezi vnitřními silami a deformacemi. Při výpočtu napětí a protažení ve stavu porušeném trhlinami jsou zpravidla výsledné průhyby výrazně větší než lineárně spočítané hodnoty.

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.

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.

RF-CONCRETE Surfaces:

Nelineární analýza deformací probíhá jako iterační proces, při němž jsou zohledněny tuhosti průřezů bez trhlin a s trhlinami. Pro nelineární modelování železobetonu je nutné definovat vlastnosti materiálu, které se mění s tloušťkou plochy. Za účelem stanovení výšky průřezu se konečný prvek rozdělí na určitý počet vrstev z betonu a oceli.

Průměrné pevnosti oceli použité při výpočtu vycházejí z 'pravděpodobnostního modelu' vydaného technickou komisí JCSS. Je na uživateli, zda pevnost oceli použije až do mezní pevnosti v tahu (rostoucí větev v plastické oblasti). Materiálové vlastnosti betonu lze stanovit pomocí pracovního diagramu pro pevnost v tlaku a tahu. Pro určení pevnosti betonu v tlaku se nabízí parabolický nebo parabolicko-rektangulární pracovní diagram. V případě betonu v tahu je možné pevnost v tahu deaktivovat, definovat podle lineární elastické metody nebo podle modelové normy CEB-FIB 90:1993 a použít zbytkovou pevnost betonu v tahu, čímž se zohlední tahové zpevnění mezi trhlinami.

V neposlední řadě lze nelineární výpočet pro mezní stav použitelnosti omezit na tyto výsledné hodnoty:

• Deformace (globální, lokální vztažené na nedeformovaný / deformovaný systém)
• Šířky trhlin, hloubky a vzdálenosti horní a dolní strany v hlavních směrech I a II
• Napětí v betonu (napětí a přetvoření v hlavním směru I a II) a ve výztuži (přetvoření, plocha, profil, krytí a směry v každém směru výztuže)

RF-CONCRETE Members:

Nelineární výpočet prutových prvků probíhá rovněž iteračním způsobem, přičemž se stanoví tuhosti ve stavu bez trhlin a s trhlinami. Vlastnosti materiálu použité pro nelineární výpočet lze zvolit podle různých mezních stavů. Příspěvek pevnosti betonu v tahu mezi trhlinami (tahové zpevnění) lze stanovit buď pomocí upraveného pracovního diagramu betonářské výztuže, nebo pomocí zbytkové pevnosti betonu v tahu.

• Iterační nelineární výpočet deformací prutových a plošných konstrukcí ze železobetonu, který využívá odpovídající tuhost prvku s ohledem na definovaná zatížení
• Výpočty deformací železobetonových ploch porušených trhlinami (Stav II)
• Obecná nelineární stabilitní analýza tlačených prutů ze železobetonu, například podle EN 1992-1-1, čl. 5.8.6
• Tahové zpevnění betonu mezi trhlinami
• Široké spektrum národních příloh (NP) pro posouzení podle Eurokódu 2 - EN 1992-1-1:2004 + A1:2014 (viz EC2 pro RFEM)
• Volitelné zohlednění dlouhodobých vlivů jako smršťování a dotvarování betonu
• Nelineární výpočet napětí ve výztuži a betonu
• Nelineární výpočet šířky trhlin
• Flexibilita na základě podrobného nastavení postupů a rozsahu výpočtu
• Grafické znázornění výsledků v programu RFEM; například deformace nebo průhyb ploché desky ze železobetonu
• Číselné výsledky přehledně uspořádané v tabulkách a možnost grafického znázornění výsledků na konstrukci
• Úplná integrace výsledků do tiskového protokolu programu RFEM

Po výpočtu se v modulu zobrazí přehledné tabulky s výsledky nelineárního výpočtu. Všechny mezihodnoty jsou uvedeny srozumitelně. Grafické znázornění využití, deformací, napětí v betonu a výztuži, šířek trhlin, hloubek trhlin a vzdáleností trhlin v programu RFEM umožňuje rychlý přehled o kritických oblastech nebo oblastech s trhlinami.

Chybová hlášení nebo poznámky týkající se výpočtu indikují potenciální návrhové problémy. Vzhledem k tomu, že se výsledky posouzení zobrazí po plochách nebo po bodech se všemi mezivýsledky, můžete znovu sledovat všechny detaily výpočtu.

Díky volitelnému exportu vstupních nebo výsledkových tabulek do MS Excel zůstávají data k dispozici pro další použití v jiných programech. Úplná integrace výsledků do tiskového protokolu programu RFEM zaručuje ověřitelné statické posouzení.