Již víte, že výsledky zatěžovacího stavu typu modální analýzu se po úspěšném výpočtu zobrazí v programu. První vlastní tvar tak můžete okamžitě vidět graficky nebo jako animaci. Zobrazení normování vlastních tvarů přitom můžete snadno upravit. To lze provést přímo v navigátoru Výsledky, kde vyberete jednu ze čtyř možností pro vizualizaci vlastních tvarů:
- normování hodnoty vektoru vlastního tvaru uj na 1 (zohlední pouze složky posunu)
- výběr maximální složky posunu vlastního vektoru a nastavení na 1
- zohlednění celého vlastního tvaru (včetně složek natočení), vyběr maxima a nastavení na 1
- nastavení modální hmoty mi pro každé vlastní číslo na 1 kg
Podrobné vysvětlení normování vlastních tvarů najdete v online manuálu.
Je výpočet kompletní? Výsledky modální analýzy jsou pro vás k dispozici jak graficky, tak v tabulkách. Nechte si zobrazit výsledkové tabulky pro zatěžovací stav(y) Modální analýzy. Tak se můžete podívat na vlastní čísla, vlastní úhlové frekvence, vlastní frekvence a vlastní periody konstrukce. Přehledně se zobrazí také efektivní modální hmoty, součinitele modálních hmot a součinitele kombinace.
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
Je vaším cílem určit počet vlastních tvarů? Program vám k tomu nabízí dvě možnosti. První z nich je vaše zadání počtu nejmenších vlastních tvarů, které se mají vypočítat. V takovém případě počet dostupných vlastních tvarů závisí na stupních volnosti (tzn. na počtu volných hmotných bodů vynásobených počtem směrů, v nichž hmoty působí). Je však omezen na 9999. Další možností je nastavit maximální vlastní frekvenci tak, aby se vlastní tvary vytvářely automaticky až do dosažení nastavené vlastní frekvence.
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.
Ve srovnání s přídavným modulem RF-SOILIN (RFEM 5) obsahuje addon Geotechnická analýza pro RFEM 6 následující nové funkce:
- Vytvoření vrstvené základové půdy jako 3D modelu ze souboru definovaných zemních sond
- Uznávaný Mohrův-Coulombův materiálový model pro simulaci zeminy
- Grafické a tabulkové zobrazení napětí a přetvoření v libovolné hloubce základové půdy
- Optimální zohlednění interakce konstrukce s podložím na základě celkového modelu
V addonu Posouzení železobetonových konstrukcí můžete provést seizmické posouzení železobetonových prutů podle EC 8. To zahrnuje mimo jiné následující funkce:
- Konfigurace pro seizmické posouzení
- Rozlišení tříd duktility DCL, DCM, DCH
- Možnost převzít součinitele duktility z dynamické analýzy
- Kontrola mezní hodnoty součinitele duktility
- Posouzení kapacity "Silný sloup - slabý nosník"
- Konstrukční pravidla pro posouzení duktility zakřivení
- Konstrukční pravidla pro lokální duktilitu.
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
Objevili jste již tabulkové a grafické zobrazení hmot v bodech sítě? Ano, to je také jeden z výsledků modální analýzy v programu RFEM 6. Tímto způsobem zkontrolujete importované hmoty, které závisí na různých nastaveních modální analýzy. Lze je zobrazit v záložce Hmoty v bodech sítě ve výsledkové tabulce. Tabulka vám poskytuje přehled následujících výsledků: hmota - posuvný směr (mX, mY, mZ), hmota - rotační směr (mφX, mφY, mφZ) a součet hmot. Bylo by pro vás nejlepší mít co nejdříve grafické vyhodnocení? Hmoty můžete také zobrazit v bodech sítě také graficky.
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.
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.
K názornému videuVěděli jste, že...? V zatěžovacích stavech typu modální analýza můžete snadno definovat změny konstrukce. Můžete tak například individuálně upravit tuhosti materiálů, průřezů, prutů, ploch, kloubů a podpor. Tuhosti můžete upravovat také pro některé addony pro posouzení. Jakmile vyberete objekty, jejich tuhosti se přizpůsobí typu objektu. Můžete je tak definovat v samostatných záložkách.
Chcete ve své modální analýze simulovat neúčinnost objektu, například sloupu? I to je bez problémů možné. Jednoduše přejděte do dialogu Upravit změnu konstrukce, v kterém vybrané objekty deaktivujete.
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 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
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.
Už to vidíte na obrázku: Při zadávání zatěžovacího stavu typu modální analýza lze zohlednit také imperfekce. Jako typy imperfekcí, které můžete použít v modální analýze, lze uvést fiktivní zatížení ze zatěžovacího stavu, počáteční naklonění pomocí tabulky, statickou deformaci, tvar vybočení, dynamický vlastní tvar a skupinu imperfekčních stavů
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.
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.
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.
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.
- 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
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 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.