Výpočet stability se aktivuje, jakmile ho zadáte programu v zatěžovacím stavu nebo v kombinaci zatížení. Pro zohlednění např. počátečního předpětí můžete definovat další zatěžovací stav.
Přitom musíte zadat, zda má program provést lineární nebo nelineární analýzu. Podle způsobu použití můžete vybrat přímou metodu výpočtu, například Lanczosovu metodu, nebo iterační metodu sdružených gradientů (ICG). Pruty, které nejsou součástí plochy, se zpravidla zobrazí jako prutové prvky se dvěma uzly konečných prvků. Na těchto prvcích nemůže program určit lokální vzpěr jednotlivých prutů. Proto máte možnost automatického dělení prutů.
Pro analýzu vlastních čísel máte na výběr z několika metod:
Přímé metody
Přímé metody (Lanczos (RFEM), kořeny charakteristického polynomu (RFEM), iterace podprostoru (RFEM/RSTAB), inverzní silová metoda s posunem (Shifted inverse iteration, RSTAB) jsou vhodné pro analýzu malých a středních modelů. Tyto rychlé maticové metody řešení byste měli volit pouze v případě, že váš počítač disponuje větší kapacitou operační paměti (RAM).
Iterační metoda sdružených gradientů (ICG - Incomplete Conjugate Gradient) (RFEM)
Tato metoda oproti tomu vyžaduje jen malou část operační paměti. Vlastní tvary se určují jeden po druhém. Metodu lze použít pro výpočet velkých konstrukčních systémů jen s několika vlastními čísly.
S addonem Stabilita konstrukce můžete provést nelineární analýzu stability také přírůstkovou metodou. Touto analýzou se i v případě nelineárních konstrukcí stanoví výsledky blízké realitě. Součinitel kritického zatížení se stanoví tak, že se postupně zvyšuje zatížení vybraného zatěžovacího stavu až k dosažení nestability. Při zvyšování zatížení se zohledňují nelinearity jako např. neúčinné pruty, podpory a podloží nebo také materiálové nelinearity. Jakmile se zatížení přestane zvyšovat, můžete případně provést lineární stabilitní analýzu na posledním stabilním stavu ke stanovení stabilitního tvaru.
Jako první vám program zobrazí výsledky součinitelů kritického zatížení. S jejich pomocí můžete posoudit riziko ztráty stability. U modelů s pruty se vám vzpěrné délky a kritická zatížení prutů zobrazí v tabulce.
Pomocí dalších výsledkových oken lze zkontrolovat normalizované tvary po uzlech, prutech a plochách. Grafické zobrazení vlastních čísel vám umožňuje vyhodnotit chování při vzpěru a boulení. To vám usnadní zavádění protiopatření.
Jednoduchá definice fází výstavby v programu RFEM s vizualizací
Přidání, odebrání, změny a opětná aktivace prutových, plošných a objemových prvků a jejich vlastností (např. prutové a liniové klouby, stupně volnosti podpor atd.)
Automatická a ruční kombinatorika s kombinacemi zatížení v jednotlivých fázích výstavby (např. pro zohlednění montážních zatížení, montážních jeřábů atd.)
Zohlednění nelineárních účinků, jako například neúčinnosti tahových prutů nebo nelineárních podpor
Máte v programu RFEM vytvořenou celou konstrukci? Výborně, nyní můžete jednotlivé konstrukční prvky a zatěžovací stavy přiřadit k příslušným fázím výstavby. Přitom můžete pro každou fázi výstavby upravit například definice kloubů prutů a podpor.
Modelujte tak změny konstrukčního systému, ke kterým dochází při postupné injektáži mostních nosníků nebo při poklesu sloupů. Následně přiřaďte zatěžovací stavy vytvořené v programu RFEM jednotlivým fázím výstavby jako stálá nebo nestálá zatížení.
Věděli jste, že...? Pomocí kombinatoriky můžete stálá a nestálá zatížení superponovat v kombinacích zatížení. Můžete tak například stanovit maximální vnitřní síly z různých poloh jeřábu nebo zohlednit dočasná montážní zatížení, která jsou k dispozici pouze v jedné fázi výstavby.
Pokud se vyskytnou geometrické rozdíly mezi ideálním systémem a systémem deformovaným v důsledku předchozí fáze výstavby, interně se porovnají. Přitom vznikne nový systém na základě zatížení systému z předchozí fáze výstavby. Výpočet probíhá nelineárně.
Proběhl výpočet úspěšně? Nyní si můžete výsledky jednotlivých fází výstavby prohlédnout v programu RFEM v grafickém okně i v tabulce. Program RFEM přitom umožňuje zohlednit fáze výstavby v kombinacích a zahrnout je do posouzení.
Aktivovali jste addon Časově závislá analýza (TDA)? Velmi pěkné, nyní můžete k zatěžovacím stavům přidat časové údaje. Pokud zadáte začátek a konec zatížení, zohlední se vliv dotvarování na konci zatížení. Program vám umožňuje zmapovat účinky dotvarování pro železobetonové konstrukce.
Výpočet se provádí nelineárně podle reologického modelu (Kelvinův a Maxwellův model).
Proběhl výpočet úspěšně? Nyní můžete vypočítané vnitřní síly zobrazit v tabulkách i graficky a zohlednit při posouzení.
Automatické generování modelů pro analýzu KP: Addon automaticky vytvoří na pozadí model ocelového přípoje (KP).
Zohlednění všech vnitřních sil: Výpočet a posouzení zahrnují všechny vnitřní síly (N, Vy, Vz, My, Mz, MT) a neomezují se pouze na rovinná zatížení.
Automatický přenos zatížení: Všechny kombinace zatížení se automaticky přenesou do modelu přípoje. Zatížení se přenášejí přímo z programu RFEM, takže není nutné ruční zadávání.
Efektivní modelování: Addon šetří čas při modelování složitých přípojových situací. Vytvořený model lze také uložit a dále použít pro vlastní detailní analýzu.
Rozšiřitelná databáze: K dispozici je rozsáhlá a rozšiřitelná databáze s předdefinovanými šablonami ocelových přípojů.
Široká použitelnost: Addon je vhodný pro spoje libovolných typů a tvarů, kompatibilní s téměř všemi válcovanými, svařovanými, složenými a tenkostěnnými průřezy.
Rozsah funkcí programu je obrovský: Stanovuje síly ve šroubech pomocí konečně-prvkového modelu a automaticky je vyhodnocuje. Addon provádí posouzení únosnosti šroubů pro případy porušení tahem, smykem, otlačením a protlačením podle normy a přehledně zobrazí všechny požadované součinitele.
Chcete provést posouzení svarů? Svary se modelují jako pružně-plastické plošné prvky a napětí v nich se načtou z konečně-prvkového modelu. Kritéria plasticity jsou nastavena tak, aby odpovídala porušení podle AISC J2-4, J2-5 (zkouška odolnosti svarů) a J2-2 (zkouška pevnosti základního kovu). Posouzení lze provést s dílčími součiniteli spolehlivosti vybrané národní přílohy pro EN 1993-1-8.
Plechy spoje se posuzují plasticky porovnáním stávajícího plastického přetvoření s přípustným plastickým přetvořením. Standardní nastavení je 5 % podle EN 1993-1-5, příloha C, i pro AISC 360, ale může být také zadáno jako uživatelsky.
Všechny důležité výsledky si můžete nechat zobrazit na konečně-prvkovém modelu. Výsledky můžete filtrovat podle jednotlivých komponent.
Kromě toho se vám všechna posouzení programu RFEM zobrazí v tabulce, včetně použitých vzorců. Tabulky výsledků lze na vaše přání převést do tiskového protokolu programu RFEM.
Jakmile aktivujete addon Form-finding v Základních údajích, přiřadí se zatěžovacím stavům kategorie "Předpětí" ve spojení se zatíženími pro form-finding z katalogu zatížení na pruty, plochy a tělesa formující účinek. Jedná se přitom o zatěžovací stav předpětí. Ten se tak promění v analýzu form-findingu pro celý model se všemi definovanými pruty, plochami a tělesy. Tvarování příslušných prutových a membránových prvků obsažených v celkovém modelu dosáhnete pomocí speciálních zatížení pro form-finding a ostatních zadaných zatížení. Zatížení pro form-finding popisují očekávaný deformační nebo silový stav po form-findingu v prvcích. Ostatní zatížení popisují vnější zatížení celého systému.
Víte, jak přesně probíhá form-finding? Nejdříve se při procesu form-finding v zatěžovacím stavu typu "Předpětí" posune pomocí iteračních výpočtových smyček počáteční geometrie sítě do optimální rovnovážné polohy. Pro tuto úlohu používá program metodu Updated Reference Strategy (URS) od prof. Bletzingera a prof. Ramma. Tato technika se vyznačuje rovnovážnými tvary, které po výpočtu téměř přesně odpovídají původně zadaným okrajovým podmínkám form-findingu (průvěs, síla a předpětí).
Kromě pouhého popisu očekávaných sil nebo průvěsů hledaného tvaru umožňuje celistvý přístup metodou URS také zohlednění ostatních sil. To umožňuje v celém procesu např. popis vlastní tíhy nebo pneumatického tlaku pomocí odpovídajících zatížení prvků.
Se všemi těmito možnostmi má výpočetní jádro potenciál pro výpočet antiklastických a synklastických tvarů v rovnováze sil pro rovinné nebo rotačně symetrické geometrie. Aby bylo možné použít oba typy jednotlivě nebo společně v jednom prostředí, jsou ve výpočtu dva možné způsoby, jak popsat vektory síly při form-findingu:
Tahová metoda - popis vektorů sil při form-findingu v prostoru pro rovinné geometrie
Průmětová metoda - popis vektorů sil při form-findingu v rovině průmětu s fixací vodorovné polohy pro kuželové geometrie
Proces form-findingu pro vás vytvoří v zatěžovacím stavu typu "Předpětí" model konstrukce s vynucenými silami. V tomto zatěžovacím stavu se ve výsledcích pro deformace zobrazí posun z počáteční polohy do polohy nalezené geometrie. Ve výsledcích pro síly a napětí (vnitřní síly prutů a ploch, napětí v tělesech, tlaky plynů, atd.) se znázorní stav pro zachování nalezeného tvaru. Pro analýzu geometrie tvaru vám program nabídne plošný obrysový výkres s absolutní výškou a výkres sklonu pro vizualizaci spádu.
V tu chvíli je čas přistoupit k dalšímu výpočtu a statické analýze celého modelu. Pro tento účel program převede nově nalezenou geometrii včetně přetvoření po jednotlivých prvcích do univerzálně použitelného počátečního stavu. Ta nyní může být použita v zatěžovacích stavech a kombinacích zatížení.
Ve srovnání s přídavnými moduly RF-STABILITY (RFEM 5) a RSBUCK (RSTAB 8) jsou v addonu Stabilita konstrukce pro RFEM 6/RSTAB 9 přidány následující nové funkce:
Aktivierung als Eigenschaft eines Lastfalls oder einer Lastkombination
Automatisierte Aktivierung der Stabilitätsberechnung über Kombinationsassistenten für mehrere Lastsituationen in einem Schritt
Inkrementelle Laststeigerung mit benutzerdefinierten Abbruchkriterien
Veränderung der Eigenformnormierung ohne Neuberechnung
Ve srovnání s přídavným modulem RF-FORM-FINDING (RFEM 5) jsou v addonu Form-finding pro RFEM 6 přidány následující nové funkce:
Zadání všech okrajových podmínek pro zatížení určující tvar v jednom zatěžovacím stavu
Uložení výsledků form-findingu jako počátečního stavu pro další analýzu modelu
Automatické přiřazení počátečního stavu form-findingu generátorem kombinací ke všem zatěžovacím situacím jedné návrhové situace
Dodatečné geometrické okrajové podmínky určující tvar pro pruty (délka bez zatížení, maximální svislý průvěs, svislý průvěs v dolním bodě)
Dodatečné okrajové podmínky pro zatížení určující tvar pro pruty (maximální síla v prutu, minimální síla v prutu, vodorovná tahová složka, tah na konci i, tah na konci j, minimální tah na konci i, minimální tah na konci j)
Typ materiálu „Tkanina“ a „Fólie“ v databázi materiálů
Paralelní form-findingy v jednom modelu
Simulace po sobě jdoucích stavů form-findingu ve spojení s addonem Analýza fází výstavby (CSA)
U každého zatěžovacího stavu lze zobrazit deformace v koncovém čase.
Výsledky se pro vás zdokumentují také v tiskovém protokolu programu RFEM 6 a RSTAB 9. Pro jednotlivá posouzení lze přitom cíleně zvolit obsah protokolu a požadovaný rozsah výstupu.
Pracujete s ocelovými přípoji? Addon Ocelové přípoje programu RFEM vám pomůže při analýze ocelových přípojů pomocí KP modelu. Vytváření modelu přitom probíhá zcela automaticky na pozadí. Vše ovšem můžete řídit pomocí jednoduchého a známého zadávání komponent. Namáhání stanovená na KP modelu se pak použijí pro posouzení komponent podle EN 1993-1-8 (včetně národních příloh).
S addonem Časově závislá analýza (TDA) můžete v programu RFEM zohlednit u prutů a ploch časově závislé chování materiálu. Dlouhodobé účinky, jako je dotvarování, smršťování a stárnutí, mohou v konstrukci ovlivnit průběh vnitřních sil. Připravte se na to optimálně s tímto addonem.
U komponent přípoje můžete posoudit, zda hrozí ztráta stability. K tomu je zapotřebí addon Stabilita konstrukce.
Pro model přípoje se spočítá součinitel kritického zatížení pro všechny analyzované kombinace zatížení a zadaný počet vlastních tvarů. Nejmenší součinitel kritického zatížení se porovnává s mezní hodnotou 15 z normy EN 1993-1-1, kapitola 5. Kromě toho můžete mezní hodnotu uživatelsky upravit. Program vám dále graficky zobrazí jako výsledek stabilitní analýzy příslušné vlastní tvary.
Pro analýzu stability používá RFEM upravený plošný model, který cíleně rozpoznává lokální tvary boulení. Model stabilitní analýzy včetně výsledků můžete uložit a použít samostatně.
Pro posouzení ocelového spoje je třeba mít aktivovaný addon Ocelové přípoje. Addony v programu RFEM 6 se aktivují v okně Upravit model - základní údaje v záložce Addony. Pokud je addon aktivní, zobrazí se v navigátoru.