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.
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.
Typ výpočtového diagramu "2D | Podlaží" slouží k vytváření průběhů výsledků podél osy budovy. Lze tak snadno analyzovat chování celé budovy při působení statických i dynamických účinků.
Tento typ diagramu lze použít například pro vizualizaci seizmické síly po výšce budovy.
Zohlednění nelineárního chování konstrukčních prvků pomocí normovaných plastických kloubů pro ocel (FEMA356) a nelineárního chování materiálu (zdivo, ocel - bilineární, uživatelské pracovní diagramy)
Přímý import hmot ze zatěžovacích stavů nebo kombinací zatížení pro aplikaci konstantních svislých zatížení
Uživatelské zadání pro zohlednění vodorovných zatížení možné (normovaných na vlastní tvar nebo rovnoměrně rozložených po výšce na hmoty)
Stanovení křivky kapacity s volitelným mezním kritériem výpočtu (zřícení nebo mezní deformace)
Transformace křivky kapacity na kapacitní spektrum (formát ADRS, soustava s jedním stupněm volnosti)
Bilinearizace kapacitního spektra podle EN 1998-1:2010 + A1:2013
Transformace aplikovaného spektra odezvy na požadované spektrum (formát ADRS)
Stanovení výsledného posunu podle EC 8 (metoda N2 podle Fajfara 2000)
Grafické srovnání kapacitního a požadovaného spektra
Během výpočtu se vybrané vodorovné zatížení zvyšuje po přírůstcích zatížení. Pro každý přírůstek zatížení se provádí statický nelineární výpočet, dokud není dosažena zadaná mezní podmínka.
Výsledky pushover analýzy tlaku jsou rozsáhlé. Nejprve se u konstrukce analyzuje její deformační chování. To lze popsat závislostí síla-deformace systému (křivka kapacity). Dále se zobrazí účinek spektra odezvy ve formě ADRS (Acceleration-Displacement Response Spectrum). Z těchto dvou výsledků se v programu automaticky stanoví také výsledný posun. Analýzu lze vyhodnotit graficky i v tabulce.
Jednotlivá kritéria akceptance lze poté graficky vyhodnotit a posoudit (pro další přírůstek zatížení výsledného posunu, ale také pro všechny ostatní přírůstky zatížení). Pro jednotlivé přírůstky zatížení jsou k dispozici také výsledky statického posouzení.
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.
Znáte již materiálový model Tsai-Wu? Kombinuje plastické a ortotropní vlastnosti, což umožňuje modelování speciálních materiálů s anizotropními charakteristikami, jako jsou plasty vyztužené vlákny nebo dřevo.
Při plastizaci materiálu zůstávají napětí konstantní. Dochází k jejich redistribuci v závislosti na tuhosti v jednotlivých směrech. Elastická oblast odpovídá materiálovému modelu Ortotropní | lineárně elastický (tělesa). Pro plastickou oblast platí následující podmínka plasticity podle Tsai-Wu:
Veškeré pevnosti jsou zadány jako kladné hodnoty. Podmínku plasticity si můžete představit jako plochu ve tvaru elipsy v šestirozměrném prostoru napjatosti. Pokud se jedna z daných tří složek napětí uvažuje jako konstantní hodnota, lze plochu promítnout do trojrozměrného prostoru napjatosti.
Pokud je hodnota fy(σ) podle rovnice Tsai-Wu pro rovinnou napjatost menší než 1, jsou působící napětí v pružné oblasti. Plastické oblasti je dosaženo, jakmile fy(σ) = 1. Hodnoty větší než 1 jsou nepřípustné. Chování modelu je ideálně plastické, tzn. nedochází k žádnému zpevnění.
Věděli jste, že...? Na rozdíl od jiných materiálových modelů není pracovní diagram pro tento materiálový model antimetrický vzhledem k počátku. Tento materiálový model můžete použít například pro modelování chování drátkobetonu. Podrobné informace o modelování drátkobetonu naleznete v odborném článku Stanovení materiálových vlastností drátkobetonu.
U tohoto materiálového modelu je izotropní tuhost redukována skalárním parametrem poškození. Tento parametr poškození se stanoví na základě průběhu napětí, které je definováno v diagramu. V tomto případě se nezohledňuje směr hlavních napětí, ale dochází k poškození ve směru srovnávacího poměrného přetvoření, které zahrnuje také třetí směr kolmý na rovinu. Tahové a tlakové oblasti tenzoru napětí jsou řešeny odděleně. Přitom platí vždy různé parametry poškození.
Velikost "referenčního prvku" určuje, jak se má přetvoření v oblasti trhlin přizpůsobit délce prvku. Při přednastavené nulové hodnotě nedochází ke změně měřítka. Tímto způsobem se téměř realisticky modeluje materiálové chování drátkobetonu.
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?
Máte velký respekt ze zubu času? Koneckonců taky někdy nahlodá vaše stavební projekty. S addonem Časově závislá analýza (TDA) můžete v programu RFEM zohlednit u prutů 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.
I v tomto případě vás RSTAB nepochybně přesvědčí. S výkonným výpočetním jádrem, jeho optimalizovaným síťovým propojením a podporou víceprocesorové technologie je Dlubal program pro statické výpočty daleko napřed. Tak můžete paralelně počítat lineární zatěžovací stavy a kombinace pomocí více procesorů bez požadavků na dodatečnou operační paměť. Matici tuhosti je nutné vytvořit pouze jednou. Tak můžete tímto rychlým a účinným řešičem rovnic spočítat i složité konstrukční systémy.
Musíte ve svých modelech počítat mnoho kombinací zatížení? Program spustí několik řešičů paralelně (jeden na jádro). Každý řešič vám pak počítá jednu kombinaci zatížení. To vede k lepšímu využití jader.
Během výpočtu můžete cíleně sledovat vývoj deformace v diagramu a přesně tak vyhodnotit konvergenční chování.
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.
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.
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.
Normy stanovují aproximační metody (např. výpočet deformací podle EN 1992-1-1, 7.4.3 nebo ACI 318-19), které potřebujete pro výpočet deformací. S jejich pomocí se stanoví takzvané účinné tuhosti konečných prvků ve stavu bez trhlin a s trhlinami. Tyto účinné tuhosti vám pak slouží pro výpočet deformací metodou konečných prvků.
Pro výpočet účinných tuhostí konečných prvků použijte vyztužený betonový průřez. Na základě vnitřních sil pro mezní stav použitelnosti určených programem RFEM program klasifikuje železobetonový průřez jako „s trhlinami“ nebo „bez trhlin“. Zohledňujete přitom spolupůsobení betonu mezi trhlinami? V takovém případě můžete použít rozdělovací součinitel (například podle EN 1992-1-1, rovnice 7.19 nebo ACI 318-19). Materiálové charakteristiky betonu v oblasti tlaku a tahu přitom uvažujte jako lineárně pružné, a to až k dosažení pevnosti betonu v tahu. Tím se zajistí dostatečná přesnost pro posouzení mezního stavu použitelnosti.
Dotvarování a smršťování zohledníte přímo ve výpočtu účinné tuhosti betonu na „úrovni průřezu“. Vliv dotvarování a smršťování u staticky neurčitých konstrukcí při tomto aproximačním výpočtu nezohledňujte (například tahové síly způsobené smršťováním u oboustranně vetknutých konstrukcí nelze určit, a proto se musí zohlednit jiným způsobem). Stručně řečeno probíhá výpočet deformací ve dvou krocích:
Výpočet účinných tuhostí železobetonového průřezu za předpokladu lineárně pružného chování betonu
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
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.
Věděli jste, že...? Při odlehčování konstrukčního prvku s plastickým materiálovým modelem zůstává, na rozdíl od materiálového modelu izotropní | Nelineárně elastický, po úplném odlehčení zbytkové přetvoření.
Vybrat lze jeden ze tří různých typů zadání:
Standardní (zadání srovnávacího napětí, při kterém materiál zplastizuje)
Bilineární (zadání srovnávacího napětí a modulu zpevnění)
Pracovní diagram: zadání polygonálního pracovního diagramu
Pokud konstrukční prvek z nelineárního elastického materiálu opět odlehčíte, vrátí se přetvoření stejnou cestou zpět. Při úplném odlehčení nezůstává na rozdíl od materiálového modelu Izotropní | |Plastický žádné zbytkové přetvoření.
Vybrat lze jeden ze tří různých typů zadání:
Standardní (zadání srovnávacího napětí, při kterém materiál zplastizuje)
Bilineární (zadání srovnávacího napětí a modulu zpevnění)
Nechte se přesvědčit výpočetním jádrem, jeho optimalizovaným síťovým propojením a neomezenou podporou víceprocesorové technologie. To nabízí výhody, jako například paralelní výpočet lineárních zatěžovacích stavů a kombinací zatížení několika procesory bez přídavného zatížení pracovní paměti. Matici tuhosti je nutné vytvořit pouze jednou. S rychlým a přímým řešením rovnic můžete počítat i velké systémy. Pokud potřebujete pro své modely spočítat mnoho kombinací zatížení, spustí program několik řešičů paralelně (jeden na jádro). Každý řešič pak spočítá kombinaci zatížení, čímž je proceosr lépe vytížený. Během výpočtu můžete cíleně sledovat vývoj deformace v diagramu a přesně tak vyhodnotit konvergenční chování.
Materiálový model Ortotropní zdivo 2D je pružnoplastický model, který navíc umožňuje změkčení materiálu, a to i v odlišné míře ve směru lokální osy x a y dané plochy. Tento materiálový model je vhodný pro (nevyztužené) zděné stěny s namáháním v rovině stěny.
Analýza odezvy kroků na nepravidelných podlahách nebo různých typech schodišť vyžaduje komplexní výpočet. Při krokové frekvenční analýze, při níž se stanoví úroveň vibrací v každém místě na podlaží, se vychází z modelu RFEM a z výsledků modální analýzy v modulu RF-DYNAM Pro - Natural Vibrations. Správné posouzení dynamického chování podlaží vyžaduje přesnou metodu analýzy.
Program nabízí nejaktuálnější analytické postupy. Uživatel může volit mezi dvěma nejpoužívanějšími výpočetními metodami: takzvanou Concrete Centre Method (CCIP-016) a Steel Construction Institute Method (P354).
Tuhost plynu danou zákonem o ideálním plynu pV = nRT lze zohlednit v nelineární dynamické analýze.
Výpočet plynu je k dispozici pro akcelerogramy a časové diagramy pro explicitní analýzu i nelineární implicitní Newmarkovu analýzu. Pro správné určení chování plynu je třeba definovat alespoň dvě vrstvy sítě konečných prvků pro plynové těleso.
V programu RFEM existuje možnost propojit plochy s typy tuhosti „Membrána“ a „Membrána ortotropní“ s materiálovými modely „Izotropní nelineární elastický 2D/3D“ a „Izotropní plastický 2D/3D“ (přídavný modul {%/#/cs/produkty/pridavne-moduly-pro-rfem-a-rstab/ostatni/rf-mat-nl RF-MAT NL]] ).
Tato funkce umožňuje modelovat například nelineární deformační chování ETFE fólií.
Nelineární výpočet převezme skutečnou geometrii sítě rovinných, vybočených, jednoduše zakřivených nebo dvojitě zakřivených plošných komponent ze zvoleného střihového vzoru a narovná tuto plošnou komponentu v souladu s minimalizací distorzní energie za předpokladu definovaného chování materiálu.
Zjednodušeně řečeno, tato metoda se pokouší stlačit geometrii sítě v lisu za předpokladu kontaktu bez tření a najít stav, ve kterém jsou napětí od zploštění v konstrukčním prvku v rovnováze v rovině. Tímto způsobem je dosaženo minimální energie a optimální přesnosti střihového vzoru. Přitom se zohlední kompenzace pro směr osnovy a útku i kompenzace pro hraniční linie. Následně se na výslednou rovinnou geometrii plochy použijí zadané přídavky na okrajových liniích.
Základní funkce:
Minimalizace distorzní energie v procesu převedení do roviny pro velmi přesné střihové vzory
Použitelnost pro téměř všechna uspořádání sítě
Rozpoznání definic sousedních střihových vzorů pro zachování stejných délek
Rozšíření modulu EC2 pro RSTAB umožňuje posouzení železobetonu podle EN 1992-1-1:2004 (Eurokód 2). K dispozici jsou tyto národní přílohy:
DIN EN 1992-1-1/NA/A1:2015-12 (Německo)
ÖNORM B 1992-1-1:2018-01 (Rakousko)
NBN EN 1992-1-1 ANB:2010 pro návrh betonových konstrukcí, a norma EN 1992-1-2 ANB:2010 pro posouzení požární odolnosti (Belgie)
BDS EN 1992-1-1: 2005/NA:2011 (Bulharsko)
EN 1992-1-1 DK NA:2013 (Dánsko)
NF EN 1992-1-1/NA:2016-03 (Francie)
SFS EN 1992-1-1/NA:2007-10 (Finsko)
UNI EN 1992-1-1/NA:2007-07 (Itálie)
LVS EN 1992-1-1:2005/NA:2014 (Lotyšsko)
LST EN 1992-1-1:2005/NA:2011 (Litva)
MS EN 1992-1-1:2010 (Malajsie)
NEN-EN 1992-1-1+C2:2011/NB:2016 (Nizozemsko)
NS EN 1992-1-1:2004-NA:2008 (Norsko)
PN EN 1992-1-1/NA:2010 (Polsko)
NP EN 1992-1-1/NA:2010-02 (Portugalsko)
SR EN 1992-1-1:2004/NA:2008 (Rumunsko)
SS EN 1992-1-1/NA:2008 (Švédsko)
SS EN 1992-1-1/NA:2008-06 (Singapur)
STN EN 1992-1-1/NA:2008-06 (Slovensko)
SIST EN 1992-1-1:2005/A101:2006 (Slovinsko)
UNE EN 1992-1-1/NA:2013 (Španělsko)
ČSN EN 1992-1-1/NA:2016-05 (Česká republika)
BS EN 1992-1-1:2004/NA:2005 (Velká Británie)
CPM 1992-1-1:2009 (Bělorusko)
CYS EN 1992-1-1:2004/NA:2009 (Kypr)
Kromě výše uvedených národních příloh (NP) lze také definovat uživatelské NP s vlastními mezními hodnotami a parametry.
Volitelné přednastavení dílčích součinitelů spolehlivosti a redukčních součinitelů, omezení výšky tlakové zóny, materiálových vlastností a krycí betonové vrstvy
Stanovení podélné, smykové a torzní výztuže
Posouzení prutů s náběhem
Optimalizace průřezu
Vyznačení minimální a tlakové výztuže
Stanovení návrhu výztuže s možností úprav
Posouzení šířky trhlin s možností zvětšení nutné výztuže pro zachování definovaných mezních hodnot
Nelineární výpočet s ohledem na průřezy s trhlinami (pro EN 1992-1-1:2004 a DIN 1045-1:2008)
Zohlednění tahového zpevnění
Zohlednění dotvarování a smršťování betonu
Deformace průřezů s trhlinami (stav II)
Grafické znázornění všech průběhů výsledků
Posouzení požární odolnosti obdélníkových a kruhových průřezů zjednodušenou metodou (zónovou metodou) v souladu s EN 1992-1-2. Lze tak provést také posouzení požární odolnosti stojek.
Výsledky analýzy deplanace se zobrazí v modulu RF-/STEEL EC3 a RF-/STEEL AISC obvyklým způsobem. Kromě dalších výsledků obsahují příslušné výstupní tabulky kritické deplanační a torzní hodnoty, vnitřní síly a shrnutí posouzení.
Grafické zobrazení vlastních tvarů (včetně deplanací) umožňuje realisticky vyhodnotit chování při vzpěru.
Volná definice parametrů pro posouzení požární odolnosti podle zjednodušené metody
Navýšení pevnosti v ohybu při namáhání ohybem ve směru lepených spár lamel
Jednotlivé návrhové případy umožňují flexibilní posouzení vybraných účinků pro samostatné stabilitní analýzy. Způsob posouzení lze nastavit v řídicích parametrech výpočtu.