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.
- Analýza modelů, které se skládají z prutových, skořepinových a tělesových prvků
- Nelineární stabilitní analýza
- Volitelné zohlednění působení normálových sil od počátečního předpětí
- Čtyři řešiče rovnic pro efektivní výpočty nejrůznějších modelů
- Možnost zohlednit úpravy tuhosti z programů RFEM/RSTAB
- Stanovení vlastních tvarů od uživatelsky definovaného součinitele přírůstku zatížení (Inverzní silová metoda s posunem)
- Volitelné stanovení vlastního tvaru nestabilních modelů (pro identifikaci příčiny nestability)
- Vizualizace stabilitních tvarů
- Podklad pro stanovení imperfekce
- Velký výběr dostupných profilů, jako jsou válcované I-profily, U-profily, T-profily, úhelníky, obdélníkové a kruhové duté profily, kulaté tyče, symetrické a nesymetrické, parametrické I-, T-profily a úhelníky, složené průřezy (vhodnost pro posouzení v závislosti na vybrané normě)
- Posouzení možné pro obecné průřezy z programu RSECTION (v závislosti na typech posouzení pro zvolenou normu), například posouzení srovnávacího napětí
- Posouzení prutů s náběhy (metoda posouzení v závislosti na normě)
- Úprava základní součinitelů posouzení a parametrů normy možná
- Flexibilita na základě podrobného nastavení postupů a rozsahu výpočtu
- Rychlý a přehledný výstup výsledků, který umožňuje snadno vyhodnotit výsledky ihned po skončení výpočtu
- Detailní výstup výsledků posouzení a základních vzorců (názorná a ověřitelná cesta k výsledkům)
- Číselné výsledky přehledně uspořádané v tabulkách s možností grafického znázornění výsledků na konstrukci
- Integrace výsledků do tiskového protokolu programu RFEM/RSTAB
- Posouzení na tah, tlak, ohyb, smyk, kroucení a kombinované vnitřní síly
- Posouzení na tah se zohledněním redukované průřezové plochy (např. oslabení otvory)
- Automatická klasifikace průřezů pro posouzení lokálního boulení
- Vnitřní síly z výpočtu s Vázaným kroucením (7 stupňů volnosti) jsou zohledněny v posouzení srovnávacího napětí (v současnosti není pro návrhovou normu ADM 2020 k dispozici).
- Posouzení průřezů třídy 4 s účinnými průřezovými charakteristikami podle EN 1999-1-1 (pro průřezy z RSECTION je třeba mít licence k programům RSECTION a Účinné průřezy)
- Možnost posouzení boulení se zohledněním příčných výztuh
- Posouzení stability pro rovinný vzpěr, vzpěr zkroucením a prostorový vzpěr v tlaku
- Posouzení na klopení konstrukčních prvků namáhaných momentem
- Vzpěrné délky lze převzít z výpočtu provedeného v addonu Stabilita konstrukce
- Grafické zadávání a kontrola definovaných uzlových podpor a vzpěrných délek pro posouzení stability
- v závislosti na normě možný výběr mezi uživatelským zadáním Mcr, analytickou metodou z normy a použitím interního řešiče vlastních čísel
- Zohlednění smykového pole a torzního uložení při použití řešiče vlastních čísel
- Grafické zobrazení vlastního tvaru při použití řešiče vlastních čísel
- Posouzení stability konstrukčních prvků s kombinovaným namáháním v tlaku a ohybu v závislosti na návrhové normě
- Srozumitelný výpočet všech potřebných součinitelů jako jsou interakční součinitele
- Alternativně zohlednění všech účinků pro posouzení stability již při stanovení vnitřních sil v programu RFEM/RSTAB (účinky druhého řádu, imperfekce, redukce tuhosti, případně v kombinaci s addonem Vázané kroucení (7 stupňů volnosti).
- 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
- Interakce s jinými addony, jako je např. Nelineární chování materiálu, Stabilita konstrukce, Form-finding atd.
- Číselné a grafické zobrazení výsledků pro jednotlivé fáze výstavby
- Podrobný tiskový protokol se všemi údaji o modelu a zatíženích pro každou fázi výstavby
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.
- Automatické zohlednění hmoty od vlastní tíhy
- Přímý import hmot ze zatěžovacích stavů nebo kombinací zatížení
- Možnost zadat přídavné hmoty (na uzlech, liniích, prutech, plochách a dále setrvačné hmoty) přímo v zatěžovacích stavech
- Možnost zanedbání hmot (např. hmoty základů)
- Kombinace hmot v různých zatěžovacích stavech a kombinacích zatížení
- Přednastavené kombinační součinitele pro různé normy (EC 8, SIA 261, ASCE 7 atd.)
- Možnost importu z počátečních stavů (např. pro zohlednění předpětí a imperfekce)
- Úprava konstrukce
- Možnost zohlednit neúčinné podpory nebo pruty/plochy/tělesa
- Možnost zadat více modálních analýz (např. s cílem analyzovat různé hmoty nebo změny tuhostí)
- Výběr typu matice hmotnosti (diagonální, konzistentní, jednotková matice) včetně uživatelsky definovaných translačních a rotačních stupňů volnosti
- Metody stanovení počtu vlastních tvarů (uživatelské zadání, automaticky - pro dosažení faktorů účinných modálních hmot, automaticky - pro dosažení maximální vlastní frekvence - k dispozici pouze v programu RSTAB)
- Stanovení vlastních tvarů a hmot v uzlech nebo bodech sítě prvků
- Výsledky vlastních čísel, úhlových frekvencí, vlastních frekvencí a period
- Zobrazení výsledných modálních hmot, účinných modálních hmot, součinitelů modálních hmot a podílových součinitelů
- Tabulkové a grafické zobrazení hmot v bodech sítě
- Zobrazení a animace vlastních tvarů
- Různé možnosti úprav vlastních tvarů
- Dokumentace číselných a grafických výsledků v tiskovém protokolu
V nastavení pro modální analýzu musíte zadat všechny údaje, které jsou nutné pro stanovení vlastních frekvencí. Patří sem například například údaje o hmotách a řešič vlastních čísel.
Add-on Modální analýza stanovuje nejmenší vlastní čísla konstrukce. Buď upravíte počet vlastních čísel sami, nebo se stanoví automaticky. Tím byste měli dosáhnout buď faktorů účinných modálních hmot, nebo maximálních vlastních frekvencí. Hmoty se importují přímo ze zatěžovacích stavů nebo kombinací zatížení. Máte možnost zohlednit plné zatížení, složky zatížení v globálním směru Z nebo pouze složku zatížení ve směru gravitace.
Přídavné hmoty můžete ručně definovat na uzlech, liniích, prutech nebo plochách. Dále můžete matici tuhosti ovlivnit tím, že ze zatěžovacího stavu nebo z kombinace zatížení importujete normálové síly nebo úpravy tuhosti.
V programu RFEM máte dispozici tyto tři výkonné řešiče vlastních čísel:
- Kořen charakteristického polynomu
- Lanczosova metoda
- Iterace podprostoru
RSTAB oproti tomu nabízí tyto dva řešiče vlastních čísel:
- Iterace podprostoru
- Inverzní silová metoda s posunem (Shifted inverse iteration)
Volba řešiče vlastních čísel závisí především na velikosti vašeho modelu.
Jakmile program ukončí výpočet, zobrazí se vám v seznamu vlastní čísla, frekvence a periody. Tyto tabulky výsledků jsou součástí hlavního programu RFEM/RSTAB. Všechny vlastní tvary konstrukce najdete uspořádány v tabulce a máte dále možnost je zobrazit graficky nebo jako animaci.
Všechny tabulky výsledků a grafiky jsou součástí tiskového protokolu programu RFEM/RSTAB. Budete tak mít zaručenou přehledně uspořádanou dokumentaci. Navíc můžete tabulky exportovat do aplikace MS Excel.
- Stanovení napětí pomocí elasticko-plastického materiálového modelu
- Posouzení na tlak a smyk zděných stěnových konstrukcí na modelu budovy nebo jednotlivém modelu
- Automatické stanovení tuhosti vazby stěna-strop
- Rozsáhlá databáze materiálů pro téměř všechny kombinace kameniva a malty dostupné na rakouském trhu (nabídka produktů se neustále rozšiřuje, i pro další země)
- Automatické stanovení materiálových charakteristik podle Eurokódu 6 (ÖN EN 1996-X)
- Možnost metody postupného přitěžování (pushover analýza)
Konstrukci zadáváte a modelujete přímo v programu RFEM Materiálový model zdiva můžete kombinovat se všemi běžnými addony programu RFEM. To vám umožňuje posoudit celkové modely budov obsahující zdivo.
Ze zadaných materiálových údajů vám program automaticky spočítají všechny parametry potřebné pro výpočet. Z nich pak vygeneruje pro každý konečný prvek závislosti napětí-přetvoření.
Bylo vaše posouzení úspěšné? Tak už si vydechněte. I zde můžete opět využít některé z mnoha funkcí programu RFEM. Program vám zobrazí maximální napětí na zděných plochách a výsledky si přitom můžete nechat podrobně zobrazit v každém bodě sítě konečných prvků.
Navíc můžete také zadávat řezy pro podrobné vyhodnocení jednotlivých oblastí. Na základě zobrazení zplastizovaných oblastí lze odhadovat vývoj trhlin ve zdivu.
Ve srovnání s přídavnými moduly RF-STABILITY (RFEM 5) a RSBUCK (RSTAB 8) obsahuje addon konstrukce pro RFEM 6 / RSTAB 9 následující nové funkce:
- Nastavitelná aktivace zatěžovacího stavu nebo kombinace zatížení
- Automatizovaná aktivace výpočtu stability pomocí generátoru kombinací pro několik zatěžovacích situací v jednom kroku
- Postupné zvyšování zatížení na základě uživatelsky definovaných kritérií ukončení
- Úprava normování vlastních tvarů bez nového výpočtu
- Tabulky výsledků s možností filtrování
Ve srovnání s přídavným modulem RF-STAGES (RFEM 5) jsou v addonu Analýza fází výstavby (CSA) pro RFEM 6 přidány následující nové funkce:
- Zohlednění fází výstavby na úrovni programu RFEM
- Integrace analýzy fází výstavby do kombinatoriky v programu RFEM
- Podpora dalších konstrukčních prvků, jako například liniových kloubů
- Analýza alternativních konstrukčních postupů v jednom modelu
- Reaktivace prvků
Ve srovnání s přídavným modulem RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations (RFEM 5 / RSTAB 8) jsou v addonu Modální analýza pro RFEM 6 / RSTAB 9 přidány následující nové funkce:
- Přednastavené kombinační součinitele pro různé normy (EC 8, ASCE atd.)
- Možnost zanedbání hmot (např. hmoty základů)
- Metody stanovení počtu vlastních tvarů (uživatelské zadání, automaticky - pro dosažení faktorů účinných modálních hmot, automaticky - pro dosažení maximální vlastní frekvence)
- Zobrazení výsledných modálních hmot, účinných modálních hmot, součinitelů modálních hmot a podílových součinitelů
- Tabulkové a grafické zobrazení hmot v bodech sítě
- Různé možnosti změny měřítka pro vlastní tvary v navigátoru výsledků
Ve srovnání s přídavným modulem RF-/ALUMINIUM (RFEM 5 a RSTAB 8) obsahuje addon Posouzení hliníkových konstrukcí pro RFEM 6 a RSTAB 9 následující nové funkce:
- integrovaná americká norma ADM 2020 kromě Eurokódu 9
- zohlednění stabilizačního účinku vaznic a plechů ve formě torzních uložení a smykových polí
- grafické zobrazení výsledků na neoslabeném průřezu
- výstup vzorců použitých pro posouzení (včetně odkazu na použitou rovnici z normy)
Stavět metodou cihla na cihlu má ve stavebnictví dlouhodobou tradici. Addon Posouzení zdiva vám umožňuje posuzovat zdivo metodou konečných prvků. Jeho vývoj probíhal v rámci výzkumného projektu DDMaS – Digitizing the design of masonry structures (digitalizace návrhu zděných konstrukcí). Materiálový model zde simuluje nelineární chování kombinace cihel a malty s využitím makromodelování. Chcete se dozvědět více?
Věděli jste, že...? Aby bylo možné provést výpočet zdiva, byl v programu RFEM implementován nelineární materiálový model. Používá přístupu podle Lourenca, kombinace pevnostní hypotézy podle Rankina a podle Hilla. Tento model vám umožňuje popsat a znázornit únosnost zdiva a různých mechanismů jeho porušení.
Mezní parametry byly zvoleny tak, aby použité návrhové křivky odpovídaly normativní návrhové křivce.
Díky programu RFEM můžete modelovat zvláštnosti spojení železobetonové desky se zděnou stěnou pomocí speciálního liniového kloubu. Ten omezuje síly přenášené spojem v závislosti na zadané geometrii. Asi už tušíte: znamená to, že nedojde k přetížení materiálu.
Program pro vás vytvoří interakční diagramy, které se automaticky použijí. Ty modelují různé geometrické situace a můžete je použít ke stanovení správné tuhosti.
Výpočet zdiva probíhá s uvažováním nelineárně-plastického materiálového modelu. Pokud je zatížení v bodě vyšší než přípustné zatížení, dojde v systému k redistribuci. To slouží jednoduchému účelu - obnovit rovnováhu sil. S úspěšným dokončením výpočtu je provedena stabilitní analýza.
Pro zadání hmot pro modální analýzu máte několik možností. Zatímco hmoty vlastní tíhy se zohledňují automaticky, zatížení a hmoty lze zohlednit přímo v zatěžovacím stavu pro modální analýzu. Potřebujete více možností? Vyberte, zda se mají hmoty konvertovat jako plná zatížení, složky zatížení v globálním směru Z nebo pouze složky zatížení ve směru gravitace.
Program vám nabízí dodatečnou nebo alternativní možnost pro převod hmot: ruční zadání kombinací zatížení, ze kterých se zohledňují hmoty v modální analýze. Vybrali jste si návrhovou normu? Následně lze vytvořit návrhovou situaci pomocí kombinace typu zemětřesení hmota. Program tak automaticky spočítá situaci s hmotami pro modální analýzu podle požadované normy. Jinými slovy: program vytvoří kombinaci zatížení na základě předem nastavených kombinačních součinitelů podle vybrané normy. Ta obsahuje hmoty pro modální analýzu.
Mají se kromě statických zatížení uvažovat i jiná zatížení jako hmoty? Program vám to umožňuje pro zatížení na uzly, pruty, linie a plochy. Nejdříve musíte při zadávání požadovaného zatížení vybrat jako typ zatížení Hmotnost. Pro taková zatížení definujte hmotnost nebo komponenty hmoty ve směru X, Y a Z. Pro hmoty v uzlech můžete také zadat momenty setrvačnosti X, Y a Z pro modelování složitějších hmotných bodů.
Hmoty je často třeba zanedbat. To platí zejména v případech, kdy je výstupem modální analýzy seizmická analýza. V té je pro výpočet zapotřebí 90% účinné modální hmoty v každém směru. Můžete tak zanedbat hmoty ve všech pevných uzlových a liniových podporách. Program za vás deaktivuje příslušné hmoty automaticky.
Objekty, jejichž hmoty se mají pro modální analýzu zanedbat, můžete také vybrat ručně. Poslední možnost je pro lepší představu na obrázku. Je zde nastaveno uživatelské zadání a objekty a jejich příslušné složky hmoty jsou vybrány pro zanedbání hmot.
Při zadávání vstupních údajů pro zatěžovací stav typu modální analýza lze zohlednit zatěžovací stav, jehož tuhosti představují výchozí polohu pro modální analýzu. Jak to uděláte? Vyberte, jako na obrázku, možnost 'Uvážit počáteční stav z...'. Otevřete dialog 'Nastavení pro počáteční stav' a vybereme Tuhost jako typ počátečního stavu. V tomto zatěžovacím stavu, od kterého se bere počáteční stav, můžete zohlednit tuhost konstrukce s neúčinnými tahovými pruty. Cíl toho všeho: tuhost z tohoto zatěžovacího stavu se zohlední při modální analýze. To vám dává jednoznačně flexibilnější systém.