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.
Věděli jste, že...? Optimalizací konstrukce se v programech RFEM nebo RSTAB završí parametrické zadání. Je to paralelní proces vedle vlastního výpočtu modelu se všemi jeho běžnými zadáními pro výpočet a posouzení. Addon přitom vychází z toho, že váš model nebo blok je vytvořen parametricky a je v celém rozsahu řízen globálními řídicími parametry typu „optimalizace“. Těmto řídicím parametrům je přiřazena dolní a horní mez a velikost kroku k vymezení rozsahu optimalizace. Pro nalezení optimálních hodnot řídicích parametrů musíte zadat optimalizační kritérium (např. minimální celková hmotnost) s výběrem optimalizační metody (např. optimalizace rojem částic).
Nastavení odhadu nákladů a emisí CO2 naleznete již v definici materiálů. Obě možnosti můžete aktivovat jednotlivě v každé definici materiálu. Odhad je založen na jednotkových nákladech nebo jednotkových emisích pro pruty, plochy a tělesa. Tyto jednotky přitom můžete zadat pro hmotnost, objem nebo plochu.
Pro proces optimalizace máte k dispozici dvě metody pro nalezení optimálních hodnot parametrů podle kritéria hmotnosti nebo deformace.
Nejúčinnější metodou při krátké době výpočtu je přírodou inspirovaná optimalizace rojem částic (PSO). Už jste o ní slyšeli nebo četli? Tato technika umělé inteligence (AI) vychází z analogie s chováním rojů nebo hejn zvířat při hledání místa odpočinku. V takových rojích najdete mnoho jedinců (v optimalizaci např. hmotnost), kteří rádi zůstávají ve skupině a následují skupinu. Předpokládejme, že každý jednotlivý člen roje má potřebu odpočívat na optimálním místě (nejlepší řešení - např. nejnižší hmotnost). Tato potřeba se s přiblížením k místu odpočinku zvyšuje. Chování roje je tak ovlivněno také vlastnostmi prostoru (viz diagram výsledků).
Proč zrovna exkurze do biologie? Je to prosté - proces PSO v programu RFEM nebo RSTAB probíhá podobně. Průběh výpočtu začíná optimalizačním výsledkem náhodného přiřazení optimalizovaných parametrů. Přitom se opakovaně stanovují nové optimalizační výsledky s různými hodnotami parametrů, které vycházejí ze zkušeností s dřívějšími modelovými mutacemi. Tento proces pokračuje, dokud není dosaženo zadaného počtu možných mutací modelu.
Kromě této metody máte v programu k dispozici metodu dávkového zpracování. Tato metoda se pokouší zkontrolovat všechny možné modelové mutace náhodným zadáním hodnot pro optimalizační parametry, dokud není dosaženo stanoveného počtu možných modelových mutací.
Obě metody kontrolují po výpočtu mutace modelu také pokaždé aktualizované výsledky posouzení z addonů. Dále uloží variantu s příslušným výsledkem optimalizace a přiřazením hodnot optimalizačních parametrů, pokud je využití <1.
Odhadované celkové náklady a emise můžete stanovit z příslušných součtů jednotlivých materiálů. Součty materiálů se skládají z dílčích součtů prutových, plošných a objemových prvků na základě hmotnosti, objemu a plochy.
Obě optimalizační metody mají jedno společné. Na konci procesu vám poskytnou seznam mutací modelu z uložených dat. Zde najdete podrobnosti o výsledku optimalizace a přiřazení hodnot optimalizovaným parametrům. Tento seznam je uspořádán sestupně. Předpokládané nejlepší řešení najdete nahoře. Tento výsledek optimalizace se stanoveným přiřazením se nejvíce blíží optimalizačnímu kritériu. Všechny výsledky addonu mají využití <1. Program dále po dokončení analýzy nastaví hodnoty z optimálního řešení u optimalizačních parametrů v globálním seznamu parametrů.
V dialogu Upravit materiál najdete záložky "Odhad nákladů" a "Odhad emisí CO2". Zobrazí se vám zde jednotlivé odhadované součty pro přiřazené pruty, plochy a objemy na jednotku hmotnosti, objemu a plochy. Kromě toho se v těchto záložkách zobrazují celkové náklady a emise všech přiřazených materiálů. Získáte tak dobrý přehled o svém projektu.
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
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.
Jistě si myslíte, že právě náklady jsou důležitým faktorem při plánování každého projektu. Ale i dodržování emisních předpisů je důležité. Dvoudílný addon Optimalizace & odhad nákladů / Odhad emisí CO2 vám usnadní orientaci v džungli norem a možností. Addon pro vás nalezne vhodné parametry pro splnění obvyklých optimalizačních kritérií pro parametrické modely a bloky pomocí umělé inteligence (AI) optimalizací rojem částic (PSO). Dále tento addon odhaduje náklady nebo emise CO2 z jednotkových nákladů nebo jednotkových emisí zadaných v definici materiálu pro statický model. S tímto addonem jste na bezpečné straně.
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.
Na otázku "Kolik unese?" odpovídá obvykle železobeton prostě „Ano“. Přesto potřebujete pro grafické zobrazení mezního stavu únosnosti železobetonových průřezů trojrozměrný interakční diagram moment-moment-normálová síla. Programy pro statické výpočty Dlubal vám ho nabízejí.
Pomocí doplňkového zobrazení účinku zatížení můžete snadno rozpoznat a zobrazit, zda je mezní únosnost železobetonového průřezu dodržena nebo překročena. Díky možnostem nastavení vlastností diagramu lze vzhled diagramu My-Mz-N individuálně upravovat pro všechny vaše požadavky.
Věděli jste, že interakční diagramy moment-normální síla (M-N-diagramy) můžete zobrazit také graficky? Můžete tak odečíst únosnost průřezu při interakci ohybového momentu a normálové síly. Kromě interakčních diagramů vztahujících se k osám průřezu (My-N diagramu a Mz-N diagramu), lze také vygenerovat samostatný vektor ohybových momentů pro vytvoření interakčního diagramu Mres-N. Rovinu řezu M-N diagramů pak můžete zobrazit ve 3D interakčním diagramu. Program vám v tabulce zobrazí příslušné dvojice hodnot pro mezní pevnost únosnosti. Tabulka je dynamicky propojena s diagramem, takže se v diagramu zobrazí také vybraný mezní bod.
Chcete stanovit dvouosou ohybovou únosnost železobetonového průřezu? Pak musíte nejprve aktivovat interakční diagram moment-moment (diagram My-Mz). Tento diagram My-Mz představuje vodorovný řez trojrozměrným diagramem pro zadanou normálovou sílu N. Díky propojení s 3D interakčním diagramem můžete zobrazit rovinu řezu také v něm.
V závislosti na normálové síle N můžete pro libovolný vektor momentů vygenerovat diagram moment-zakřivení. Dvojice hodnot zobrazené v diagramu vám program zobrazí také v tabulce. Kromě toho můžete sekantovou tuhost vyplývající z diagramu moment-zakřivení a tangenciální tuhost železobetonového průřezu aktivovat jako další diagram.
Program pro statické výpočty vám poskytne jasný přehled o všech posudcích provedených pro návrhovou normu. Pro každý posudek musíte zadat kritérium využití. Kromě posouzení mezního stavu únosnosti a použitelnosti ověřuje program také dodržení konstrukčních předpisů daných normou. Při každém posouzení se zobrazí příslušné detaily posudku, ve kterých jsou strukturovaně uspořádány vstupní hodnoty, mezivýsledky a konečné výsledky. V informačním okně v detailech posudku naleznete velmi podrobně záznam průběhu výpočtu se všemi použitými vzorci, zdrojovými normami a výsledky.
Návrhová napětí a přetvoření betonového průřezu a výztuže můžete zobrazit jako 3D obrázek napětí nebo 2D grafiku. V závislosti na tom, jaké výsledky zvolíte ve stromové struktuře výsledků pro detaily posudku, se zobrazí napětí nebo přetvoření na definované podélné výztuži při zatíženích nebo při mezních vnitřních silách.
Pro výpočty jsou velmi důležité časově závislé vlastnosti betonu, jako je dotvarování a smršťování. Zadat je můžete přímo pro daný materiál v programu. Ve vstupním dialogu vám program graficky zobrazí časový průběh funkce dotvarování nebo smršťování. Můžete přitom v případě potřeby jednoduše vybrat úpravu stáří betonu, například vlivem teplotního ošetření.
Deformace prutů a ploch se stanoví se zohledněním železobetonového průřezu s trhlinami (stav II) nebo bez trhlin (stav I). Při stanovení tuhosti můžete zohlednit tahové zpevnění mezi trhlinami, takzvané 'tension stiffening' podle použité návrhové normy.
Během posouzení průřezu můžete určit, zda se betonová plocha použije nezměněná bez ohledu na plochu výztuže, nebo se plocha výztuže od betonového průřezu odečte. Posouzení oslabeného betonového průřezu je především vhodné použít, pokud máte v projektu silně vyztužené průřezy.
Výztuž plochy zadáte přímo na ploše programu RFEM. Definované výztuže plochy přitom můžete individuálně vybírat. Při zadávání výztuže plochy můžete také používat známé editační funkce kopírování, zrcadlení nebo otáčení.
V rámci prutu lze definovat integrační šířku a spolupůsobící šířku desky deskových nosníků (žeber) s různými šířkami. Prut je přitom rozdělen na segmenty. Zadat lze buď odstupňovaný nebo lineárně proměnný přechod mezi různými šířkami pásnic. Navíc vám program umožňuje při posouzení železobetonového žebra zohlednit zadanou plošnou výztuž jako výztuž pásnice.