Jste připraveni na vyhodnocení? K tomu vám slouží výpočtové diagramy, které znázorňují průběh určitého výsledku při výpočtu.
Přiřazení svislé a vodorovné osy diagramu výpočtu můžete libovolně definovat. Můžete tak například zobrazit průběh sedání určitého uzlu v závislosti na zatížení
Chcete modelovat a analyzovat chování půdního tělesa? Za tímto účelem byly v programu RFEM implementovány speciální vhodné materiálové modely. K dispozici máte modifikovaný Mohrův-Coulombův model s lineárně elastickým ideálně plastickým modelem a nelineárně elastický model s edometrickou závislostí napětí a přetvoření. Mezní kritérium, které popisuje přechod z pružné oblasti do oblasti plastického tečení, se stanoví podle Mohra-Coulomba.
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.
Půdní tělesa, která chcete analyzovat, jsou složena do půdních masivů.
Definujte půdní masiv na základě jednotlivých zemních sond. Tak vám program uživatelsky přívětivě vygeneruje masiv včetně automatického stanovení hraničních ploch vrstev na základě údajů ze sond, hladiny podzemní vody a plošných podpor hraničních ploch.
Půdní masivy nabízejí možnost zadat požadovanou velikost sítě konečných prvků nezávisle na globálním nastavení pro zbytek konstrukce. Můžete tak zohlednit různé požadavky pro budovu a podloží v celkovém modelu.
Vaše data jsou vždy zdokumentována ve vícejazyčném tiskovém protokolu. Obsah můžete kdykoli upravit a uložit jako šablonu. Také obrázky, texty, vzorce v MathML a dokumenty PDF můžete do protokolu vložit jen na několik kliknutí.
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
Grafický a tabulkový výstup výsledků pro deformace, napětí a přetvoření vám pomůže při stanovení půdního tělesa. Použijte k tomu speciální kritéria filtrování pro cílený výběr výsledků.
Program vás v tom nenechá. Pokud chcete výsledky v půdních tělesech vyhodnotit graficky, jsou vám k dispozici pomocné objekty. Můžete například definovat ořezávací roviny. Příslušné výsledky si tak můžete prohlédnout v libovolné rovině půdního tělesa.
A nejen to. Použití výsledkových řezů a ořezávacích boxů umožňuje přesnou grafickou analýzu půdního tělesa.
Jistě již víte, že je možné modelovat a analyzovat podloží a konstrukci ve společném modelu. Tím explicitně zohledňujete interakci konstrukce s podložím. Úprava jednoho konstrukčního prvku vede k okamžitému správnému zohlednění v analýze a výsledcích pro celý systém podloží a konstrukce.
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.
Věděli jste, že...? Rozvrstvení základové půdy popsané v určitých místech terénními zkouškami můžete zadat do programu jako zemní sondy. Vrstvám přiřadíte zjištěné materiály zeminy včetně jejich materiálových vlastností.
Zadání zemních sond můžete provést v tabulkách nebo v dialogu. Se zemními sondami lze také zadat hladinu spodní vody.
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)
Půdní vrstvy se u zemních sond zadávají v přehledném dialogu. Příslušné grafické zobrazení podporuje srozumitelnost a usnadňuje kontrolu vstupu.
Uživatel má k dispozici rozšiřitelnou databázi vlastností půdních materiálů. Pro realistické modelování chování půdního materiálu jsou k dispozici Mohrův-Coulombův model a model zpevnění zeminy.
Definovat lze libovolný počet zemních sond a půdních vrstev. Podloží se generuje ze všech zadaných zemních sond prostřednictvím 3D těles. Přiřazení ke konstrukci se provádí pomocí souřadnic.
Výpočet tělesa podloží probíhá nelineární iterační metodou. Vypočítaná napětí a sedání se zobrazí graficky a v tabulkách.
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.
Typem zatížení Kumulace vody můžete zohlednit účinky deště na vícenásobně zakřivené plochy se zohledněním posunů analýzou velkých deformací.
Při této numerické aplikaci deště se analyzuje příslušná geometrie plochy a stanoví se, jaká část deště stéká a jaká se kumuluje v loužích neboli vodních kapsách na ploše. Z velikosti louže pak vyplývá odpovídající svislé zatížení pro statickou analýzu.
Tuto funkci lze použít například na analýzu přibližně vodorovných geometrií membránových střech zatížených deštěm.
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.
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.
Modální součinitel důležitosti (MRF) vám může pomoci posoudit, jak dalece se jednotlivé konstrukční prvky podílejí na vlastním tvaru. Výpočet je založen na relativní pružné deformační energii každého jednotlivého konstrukčního prvku.
Pomocí MRF je možné rozlišovat mezi lokálními a globálními vlastními tvary. Pokud má několik prutů výrazných MRF (např. > 20 %), je nestabilita celé konstrukce nebo její části velmi pravděpodobná. Pokud je naproti tomu součet všech MRF pro vlastní tvar přibližně 100 %, lze očekávat lokální stabilitní problém (např. vybočení jednoho prutu).
Kromě toho lze pomocí MRF stanovit kritická zatížení a náhradní vzpěrné délky jednotlivých konstrukčních prvků (např. pro posouzení stability). Vlastní tvary, pro které má určitý prut malé hodnoty MRF (např. <20 %), lze v této souvislosti zanedbat.
MRF se zobrazí pro vlastní tvar v tabulce výsledků pod položkou Posouzení stability --> Výsledky po prutech --> Vzpěrné délky a kritické síly.
Půdní těleso můžete zadat a modelovat bez okolků přímo v programu RFEM. Přitom máte možnost kombinovat materiálové modely podloží se všemi běžnými addony programu RFEM.
To umožňuje analýzu celkových modelů s kompletním ztvárněním interakce konstrukce s podložím.
Z materiálových údajů, které jste zadali, se automaticky spočítají všechny parametry potřebné pro výpočet. Program z toho pak pro vás vygeneruje pro každý konečný prvek závislosti napětí-přetvoření.
V addonu Geotechnická analýza máte k dispozici materiálový "Hoek-Brownův" model. Model znázorňuje lineárně-elastické ideálně-plastické chování materiálu. Jeho nelineární kritérium pevnosti je nejběžnějším kritériem porušení u hornin a skalního podloží.
Parametry materiálu lze zadat
přímo v parametrech horniny anebo
klasifikací GSI.
Další informace o tomto materiálovém modelu a zadání v programu RFEM najdete v příslušné kapitole Hoek-Brownův model v online manuálu k addonu Geotechnická analýza.