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.
Při použití typu prutu "Tlumič" lze definovat součinitel tlumení, konstantu tuhosti a hmotu. Tento typ prutu rozšiřuje možnosti v rámci časové analýzy.
Z hlediska viskoelasticity se typ prutu „Tlumič“ podobá Kelvin-Voigtovu modelu, který se skládá z tlumicího prvku a elastické pružiny (obojí spojeno paralelně).
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.
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)
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)
Pro jednoduché zadání a modelování je k dispozici mnoho možností. Vaše zadání se provádí v 1D, 2D nebo 3D modelu. Typy prutů jako nosník, příhradový prut nebo tahový prut vám ulehčují definici vlastností prutů. Pro modelování ploch v programu RFEM můžete například vybrat typy Standardní, Bez tloušťky, Tuhý, Membrána a Průběh zatížení. V programu RFEM máte dále k dispozici různé materiálové modely, jako například Izotropní | Lineárně elastický, Ortotropní | Lineárně elastický (plochy, tělesa) nebo Izotropní | Dřevo | Lineárně elastický (pruty).
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.
Prut typu 'Dashpot' lze použít pro časovou analýzu v programu RFEM/RSTAB pomocí přídavných modulů RF-/DYNAM Pro - Forced Vibrations a RF-/DYNAM Pro - Nonlinear Time History. Tento lineární viskózní tlumicí prvek zohledňuje síly závislé na rychlosti.
Pokud jde o viskoelasticitu, je typ prutu 'Tlumič' podobný modelu podle Kelvina-Voigta, který se skládá z tlumícího prvku a pružné pružiny (oba jsou zapojeny paralelně).
Pro výpočet deformací aproximačními metodami danými normou (například podle EN 1992-1-1, 7.4.3) se stanoví takzvané účinné tuhosti konečných prvků ve stavu bez trhlin a s trhlinami. Tyto efektivní tuhosti pak poslouží pro výpočet deformace plochy metodou konečných prvků.
Výpočet efektivní tuhosti konečných prvků probíhá na základě vyztuženého betonového průřezu. Na základě vnitřních sil stanovených pro mezní stav použitelnosti v programu RFEM program klasifikuje železobetonový průřez jako 's trhlinami' nebo 'bez trhlin'. Pro zohlednění působení betonu mezi trhlinami lze použít rozdělovací součinitel (například podle EN 1992-1-1, rovnice 7.19). Materiálové charakteristiky betonu v oblasti tlaku a tahu se přitom uvažují jako lineárně pružné, a to až k dosažení pevnosti betonu v tahu. Tím se zajistí dostatečná přesnost pro posouzení mezního stavu použitelnosti.
Výpočet účinné tuhosti zohledňuje dotvarování a smršťování betonu na úrovni průřezu. Vliv dotvarování a smršťování u staticky neurčitých konstrukcí se při tomto aproximačním výpočtu nezohlední (například tahové síly způsobené smršťováním u oboustranně vetknutých konstrukcí nelze určit, a proto se musí zohlednit jiným způsobem). Stručně řečeno probíhá výpočet deformací v modulu RF-CONCRETE Deflect ve dvou krocích:
Výpočet účinných tuhostí železobetonového průřezu za předpokladu lineárně elastických podmínek
Výpočet deformace pomocí účinných tuhostí pomocí MKP
V modulu RF-MAT NL jsou k dispozici následující materiálové modely:
Izotropní plastický 1D/2D/3D a izotropní nelineární elastický 1D/2D/3D
Vybrat lze jeden ze tří různých způsobů zadání:
Základní (zadání srovnávacího napětí, při kterém materiál zplastizuje)
Bilineární (zadání srovnávacího napětí a modulu zpevnění)
Diagram:
Zadání polygonálního pracovního diagramu
Možnost uložit nebo načíst diagram
Rozhraní na MS Excel
Ortotropní plastický 2D/3D (Tsai-Wu 2D/3D)
V tomto materiálovém modelu lze definovat vlastnosti materiálu (modul pružnosti, smykový modul, Poissonův součinitel) a pevnostní charakteristiky (v tlaku, tahu a ve smyku) ve směru dvou nebo tří os.
Izotropní zdivo 2D
Zadat lze mezní napětí v tahu σx,mez a σy,mez a součinitel zpevnění CH.
Ortotropní zdivo 2D
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.
Izotropní poškození 2D/3D
Zde můžete definovat antimetrické diagramy napětí-přetvoření. Modul pružnosti se počítá v každém kroku pracovního diagramu pomocí Ei = (σi -σi-1 )/(εi -εi-1 ).
Výsledky se zobrazí v přehledných tabulkách výsledků seřazených podle požadovaných posouzení. Přehledné uspořádání výsledků umožňuje snadnou orientaci a vyhodnocení.
Posouzení mezního stavu únosnosti:
Mezní moment únosnosti a smykové únosnosti pomocí interakce
Částečné spojení kolíky poddajných a nepoddajných spojovacích prostředků
Stanovení nutných spojovacích prostředků a jejich rozdělení
Posouzení namáhání podélnou smykovou silou
Posouzení spojení kolíky a obrysu trnu
Výsledky rozhodujících podporových reakcí pro fázi výstavby a spřaženou fázi, včetně zatížení podpor konstrukce
Posouzení klopení (pro spojité nosníky s konzolami)
Kontrola tříd průřezu, plastických a elastických průřezových charakteristik
Posouzení mezního stavu použitelnosti:
Posouzení průhybu
Stanovení deformací a nadvýšení pomocí ideálních průřezových charakteristik vyplývajících z dotvarování a smršťování betonu
Analýza vlastních frekvencí
Posouzení šířky trhlin
Stanovení podporových sil
Všechna data jsou zdokumentována v přehledném tiskovém protokolu včetně grafiky. V případě jakýchkoli změn se protokol automaticky aktualizuje. COMPOSITE-BEAM je samostatný program a nevyžaduje licenci pro RSTAB.
V souladu s DIN 18800, část 2, se pro zjednodušení výpočtu provádějí posouzení pro rovinný vzpěr a pro prostorový vzpěr zvlášť. Obecně se posouzení rovinného vzpěru provádí v rovině konstrukce pomocí analýzy napětí rovinné konstrukce podle teorie druhého řádu se zohledněním návrhových zatížení a počátečních deformací.
Posouzení na klopení se provádí na jednotlivém prutu odděleném od celé konstrukce pomocí definovaných okrajových podmínek a zatížení pružně-elastickou metodou.
Přídavný modul RF-/FE-LTB hledá rozhodující způsob porušení pomocí součinitele kritického zatížení, který popisuje vzpěr ohybem, klopením a klopení nebo kombinaci všech druhů porušení v závislosti na modelu a působícím zatížení. Poté modul provede nový výpočet pro získání požadovaných operandů.
Nastavení detailů určuje, zda se součinitel kritického zatížení počítá v důsledku ztráty stability (za předpokladu, že materiál je definován nekonečně elastickými vlastnostmi) nebo s omezením napětí.
V případě potřeby lze velikost konečných prvků upravit. Upravit lze také dílčí součinitel spolehlivosti γM. V přídavném modulu RF-/FE-LTB jsou iterační parametry vhodně přednastaveny pro výpočet všech běžných modelů, lze je však individuálně upravit.
V samostatném dialogu lze pro posouzení provést rozsáhlá podrobná nastavení:
Metoda posouzení podle DIN 18800
Metoda posouzení 1 podle El. (321)
Metoda posouzení 2 podle El. (322)
Metoda posouzení
Pružno-plasticky podle DIN 18800
Elasticko-elastický podle publikace Kretschmar, J./Österrieder, P./beirow, B.
Mezní zatížení obecných průřezů
Obecné průřezy - tedy všechny průřezy, které nelze přiřadit jednoduchým nebo dvojitým symetrickým I-profilům, komorovým průřezům nebo trubkovým průřezům - lze také posoudit metodou náhradního prutu proti prostorovému vzpěru. V tomto případě se ovšem plastické průřezové charakteristiky stanoví bez interakčních podmínek. Přípustné meze použití pro toto zohlednění závisí na poměru existující vnitřní síly k plně plastické vnitřní síle. Pět textových polí nabízí možnost pro uživatelsky definovanou kontrolu.
Posouzení mezního stavu (c/t)
V této sekci je možné aktivovat nebo deaktivovat kontrolu c/t poměrů.
Nakládání s kombinacemi výsledků
Při posouzení kombinace výsledků se v důsledku superpozice výsledků na každém místě prutu získá sada výsledků, což znemožňuje jednoznačné stanovení součinitelů momentů. V této sekci tak můžete libovolně zadat globální součinitel momentu pro posouzení kombinací výsledků. Předem definované hodnoty jsou na straně bezpečnosti bez ohledu na metodu posouzení.
Nelineární analýza deformací probíhá jako iterační proces, při němž jsou zohledněny tuhosti průřezů bez trhlin a s trhlinami. Pro nelineární modelování železobetonu je nutné definovat vlastnosti materiálu, které se mění s tloušťkou plochy. Za účelem stanovení výšky průřezu se konečný prvek rozdělí na určitý počet vrstev z betonu a oceli.
Průměrné pevnosti oceli použité při výpočtu vycházejí z 'pravděpodobnostního modelu' vydaného technickou komisí JCSS. Je na uživateli, zda pevnost oceli použije až do mezní pevnosti v tahu (rostoucí větev v plastické oblasti). Materiálové vlastnosti betonu lze stanovit pomocí pracovního diagramu pro pevnost v tlaku a tahu. Pro určení pevnosti betonu v tlaku se nabízí parabolický nebo parabolicko-rektangulární pracovní diagram. V případě betonu v tahu je možné pevnost v tahu deaktivovat, definovat podle lineární elastické metody nebo podle modelové normy CEB-FIB 90:1993 a použít zbytkovou pevnost betonu v tahu, čímž se zohlední tahové zpevnění mezi trhlinami.
V neposlední řadě lze nelineární výpočet pro mezní stav použitelnosti omezit na tyto výsledné hodnoty:
Deformace (globální, lokální vztažené na nedeformovaný / deformovaný systém)
Šířky trhlin, hloubky a vzdálenosti horní a dolní strany v hlavních směrech I a II
Napětí v betonu (napětí a přetvoření v hlavním směru I a II) a ve výztuži (přetvoření, plocha, profil, krytí a směry v každém směru výztuže)
RF-CONCRETE Members:
Nelineární výpočet prutových prvků probíhá rovněž iteračním způsobem, přičemž se stanoví tuhosti ve stavu bez trhlin a s trhlinami. Vlastnosti materiálu použité pro nelineární výpočet lze zvolit podle různých mezních stavů. Příspěvek pevnosti betonu v tahu mezi trhlinami (tahové zpevnění) lze stanovit buď pomocí upraveného pracovního diagramu betonářské výztuže, nebo pomocí zbytkové pevnosti betonu v tahu.
Plná integrace do programu RFEM/RSTAB včetně importu všech příslušných zatížení
Obecná analýza napětí s vázaným kroucením podle pružno-elastické metody
Posouzení stability rovinných sledů prutů pro vzpěr a klopení
Určení součinitele kritického zatížení a tím i Mcr nebo Ncr (tento součinitel může být použit v přídavném modulu RF-/LTB pro posouzení metodou elasticky-plasticky)
Posouzení na klopení libovolného průřezu (také průřezů z programu SHAPE-THIN)
Posouzení prutů a sad prutů na kroucení (např. nosník jeřábu)
Volitelné stanovení součinitele pro mezní únosnost (součinitel kritického zatížení)
Zobrazení torzních tvarů a vlastních tvarů na renderovaném průřezu
Výkonné nástroje pro výpočet smykových polí a torzních uložení, například z trapézových plechů, vaznic, ztužení
Pohodlné stanovení diskrétních pružin, například deplanačních pružin z čelních desek nebo rotačních pružin ze sloupů
Grafický výběr bodů působení zatížení na průřezu (horní pás, těžiště, dolní pás nebo jakýkoli jiný bod)
Libovolné umístění excentrických uzlových a liniových podpor na průřezu
Určení hodnot pootočení nebo počátečního zakřivení podle DIN 18800 pomocí analýzy vlastních čísel
Speciální deplanační klouby pro stanovení podmínek deplanace na přechodech
Nejprve je třeba zadat údaje o materiálu, rozměry pole boulení a okrajové podmínky (kloub, vetknutí, volně, kloub - elastické). Údaje lze také převzít z programu RFEM/RSTAB. Okrajová napětí pak můžeme pro každý zatěžovací stav zadat ručně nebo ho převzít z hlavního programu RFEM/RSTAB.
Výztuhy jsou modelovány jako trojrozměrné plošné prvky, které jsou excentricky připojeny k desce. Proto není nutné zohledňovat excentricity výztuh pomocí účinných šířek. Ohybová, smyková, deformační a St. Venantova tuhost výztuh a také Bredtova tuhost uzavřených výztuh se stanoví automaticky v 3D modelu.
Konstrukce se zadávají jako 1D, 2D nebo 3D modely Typy prutů, například nosníky, příhradové pruty nebo tahové pruty, usnadňují zadání vlastností prutů. Pro modelování ploch nabízí RFEM například typy Standardní, Ortotropní, Skleněné, Laminátové, Tuhé, Membránové atd.
Dále lze v programu RFEM vybírat mezi materiálovými modely Izotropní lineárně elastický, Izotropní plastický 1D/2D/3D, Izotropní nelineární elastický 1D/2D/3D, Ortotropní elastický 2D/3D, Ortotropní plastický 2D/3D (Tsai-Wu 2D/3D), a Izotropní tepelně elastický, Izotropní zdivo 2D a Izotropní poškození 2D/3D.