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
- Zohlednění 7 lokálních směrů deformace (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) a 8 vnitřních sil (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) při výpočtu prutových prvků
- Lze použít v kombinaci se statickým výpočtem analýzy I., II. a III. řádu (přitom lze zohlednit také imperfekce)
- V kombinaci s addonem Stabilita konstrukce stanovení kritických součinitelů zatížení a vlastních tvarů pro případy se vzpěrem zkroucením a klopením
- Zohlednění čelních desek a příčných výztuh jako deplanačních pružin při výpočtu I-profilů s automatickým stanovením a grafickým zobrazením deplanační tuhosti
- Grafické zobrazení deplanace průřezu prutů v tvaru deformace
- Úplná integrace do programů RFEM a RSTAB
Výpočet vázaného kroucení provedete na celém systému. Přitom zohledníte přídavný 7. stupeň volnosti pro výpočet prutů. Automaticky se tak uvažují tuhosti připojených konstrukčních prvků. Není tudíž třeba definovat náhradní tuhosti ani podporové podmínky u dílčích systémů.
Vnitřní síly z výpočtu s vázaným kroucením pak můžete použít v addonech pro posouzení. Deplanační bimoment a sekundární krouticí moment se zohledňují v závislosti na materiálu a zvolené normě. Typicky se uplatňuje posouzení stability s účinky druhého řádu a s imperfekcemi v ocelových konstrukcích.
Věděli jste, že...? Použití se neomezuje pouze na tenkostěnné ocelové průřezy. Možný je také výpočet kritického momentu při klopení dřevěných nosníků s masivním průřezem.
- Použití addonu pro posouzení můžete aktivovat nebo deaktivovat v základních údajích modelu v záložce Addony
- Po aktivaci addonu se uživatelské prostředí v programu RFEM rozšíří o nové položky v navigátoru, v tabulkách a dialozích
Pro Eurokódu 3 jsou integrovány parametry národních příloh (NP) pro následující země:
-
DIN EN 1993-1-1/NA:2016-04 (Německo)
-
ÖNORM EN 1993-1-1/NA:2015-12 (Rakousko)
-
SN EN 1993-1-1/NA:2016-07 (Švýcarsko)
-
BDS EN 1993-1-1/NA:2015-10 (Bulharsko)
-
BS EN 1993-1-1/NA:2016-07 (Velká Británie)
-
CEN EN 1993-1-1/2015-06 (Evropská unie)
-
CYS EN 1993-1-1/NA:2015-07 (Kypr)
-
ČSN EN 1993-1-1/NA:2016-06 (Česká republika)
-
DS EN 1993-1-1/NA:2015-07 (Dánsko)
-
ELOT EN 1993-1-1/NA:2017-01 (Řecko)
-
EVS EN 1993-1-1/NA:2015-08 (Estonsko)
-
HRN EN 1993-1-1/NA:2016-03 (Chorvatsko)
-
I S. EN 1993-1-1/NA:2016-03 (Irsko)
-
ILNAS EN 1993-1-1/NA:2015-06 (Lucembursko)
-
IST EN 1993-1-1/NA:2015-11 (Island)
-
LST EN 1993-1-1/NA:2017-01 (Litva)
-
LVS EN 1993-1-1/NA:2015-10 (Lotyšsko)
-
MS EN 1993-1-1/NA:2010-01 (Malajsie)
-
MSZ EN 1993-1-1/NA:2015-11 (Maďarsko)
-
NBN EN 1993-1-1/NA:2015-07 (Belgie)
-
NEN EN 1993-1-1/NA:2016-12 (Nizozemsko)
-
NF EN 1993-1-1/NA:2016-02 (Francie)
-
NP EN 1993-1-1/NA:2009-03 (Portugalsko)
-
NS EN 1993-1-1/NA:2015-09 (Norsko)
-
PN EN 1993-1-1/NA:2015-08 (Polsko)
-
SFS EN 1993-1-1/NA:2015-08 (Finsko)
-
SIST EN 1993-1-1/NA:2016-09 (Slovinsko)
-
SR EN 1993-1-1/NA:2016-04 (Rumunsko)
-
SS EN 1993-1-1/NA:2019-05 (Singapur)
-
SS EN 1993-1-1/NA:2015-06 (Švédsko)
-
STN EN 1993-1-1/NA:2015-10 (Slovensko)
-
TKP EN 1993-1-1/NA:2015-04 (Bělorusko)
-
UNE EN 1993-1-1/NA:2016-02 (Španělsko)
-
UNI EN 1993-1-1/NA:2015-08 (Itálie)
Software Dlubal pro statické výpočty odvede spoustu práce za vás. Vstupní parametry podle vybraných norem navrhuje program v souladu s předpisy. Spektra odezvy můžete zadat také ručně.
Zatěžovací stavy typu Analýza spektra odezvy určují, ve kterém směru působí spektra odezvy a která vlastní čísla konstrukce jsou pro analýzu relevantní. V nastavení pro spektrální analýzu je možné definovat podrobnosti pro metody modálních kombinací, tlumení, případně také Zero-Period-Acceleration (ZPA).
Věděli jste, že...? Náhradní statická zatížení se generují zvlášť pro každé příslušné vlastní číslo a zvlášť pro budicí směr. Tato zatížení se uloží v zatěžovacím stavu typu Analýza spektra odezvy a program RFEM/RSTAB provede lineární statickou analýzu.
Zatěžovací stavy typu Analýza spektra odezvy obsahují vygenerovaná náhradní zatížení Nejdříve je třeba superponovat modální příspěvky (pravidlo SRSS nebo CQC). Zobrazeny mohou být výsledky se znaménkem podle dominantního vlastního tvaru.
Následně se superponují zatížení vlivem složek seizmických účinků (pravidlo SRSS nebo pravidlo 100% / 30%).
- 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, M< ;sub> ;T ) 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.
- Výběr uzlů v modelu RFEM, automatické rozpoznání a přiřazení prutů připojených k uzlu
- Mnoho předdefinovaných komponent pro snadné zadání typických spojovacích situací (např. čelní desky, úhelníky, desky na stojině)
- Univerzálně použitelné základní komponenty (plechy, svary, pomocné roviny) pro zadávání složitých spojovacích situací
- Uživatel nemusí ručně upravovat konečně-prvkový model, hlavní nastavení výpočtu lze provést nastavením konfigurace
- Automatické přizpůsobení geometrie přípoje, a to i při následných úpravách prutů, díky relativnímu vztahu jednotlivých komponent
- Souběžně se zadáním provede program kontrolu správnosti pro rychlé rozpoznání např. chybějících vstupních dat nebo kolizí
- Grafické zobrazení geometrie spoje, které se aktualizuje souběžně se zadáním
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.
- Použití umělé inteligence (AI): Optimalizace rojem částic (PSO)
- Optimalizace konstrukce podle minimální hmotnosti nebo deformace
- Použití libovolného počtu optimalizačních parametrů
- Zadání rozsahu proměnných
- Optimalizace průřezů a materiálů
- Typy zadání parametrů
- Optimalizace | Vzestupně nebo Optimalizace | Sestupně
- Použití parametrických modelů a bloků
- Parametrizace bloků pomocí kódu v JavaScriptu
- Optimalizace se zohledněním výsledků posouzení
- Tabulkové zobrazení nejlepších modelových mutací
- Zobrazení mutací modelu v procesu optimalizace v reálném čase
- Odhad nákladů na model zadáním jednotkových cen
- Stanovení potenciálu globálního oteplování GWP při realizaci modelu odhadem ekvivalentu CO2
- Zadání jednotek podle hmotnosti, objemu nebo plochy (cena a CO2 ekv)
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) 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-/STEEL Warping Torsion (RFEM 5 / RSTAB 8) obsahuje addon Vázané kroucení (7 stupňů volnosti) pro RFEM 6 / RSTAB 9 následující nové funkce:
- Úplná integrace do prostředí programů RFEM 6 a RSTAB 9
- 7. stupeň volnosti se zohledňuje přímo při výpočtu prutů v programu RFEM/RSTAB na celém systému
- Pro výpočet na zjednodušených náhradních systémech již není nutné definovat podporové podmínky nebo tuhosti pružin
- Možnost kombinace s dalšími addony, například pro výpočet kritických zatížení pro vzpěr zkroucením a klopení s addonem Stabilita konstrukce
- Bez omezení na tenkostěnné ocelové průřezy (možný je také výpočet kritického momentu při klopení u dřevěných nosníků s masivním průřezem)
Ve srovnání s přídavným modulem RF-/DYNAM Pro - Equivalent Loads (RFEM 5 / RSTAB 8) jsou v addonu Analýza spektra odezvy pro RFEM 6 / RSTAB 9 přidány následující nové funkce:
- Spektra odezvy podle mnoha norem (EN 1998, DIN 4149, IBC 2018 atd.)
- Spektra odezvy definovaná uživatelsky nebo generovaná z akcelerogramů
- Použití spektra odezvy závislého na směru
- Výsledky jsou pro zajištění přehlednosti uloženy centrálně v jednom zatěžovacím stavu, který má další hierarchické dělení
- Náhodné účinky kroucení mohou být automaticky zohledňovány
- Automatické kombinace seizmických zatížení s ostatními zatěžovacími stavy pro použití v mimořádné návrhové situaci
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).
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.
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.