Výsledky seizmického posouzení jsou rozděleny do dvou částí: požadavky na pruty a požadavky na spoje.
"Seizmické požadavky" zahrnují požadovanou pevnost v ohybu a požadovanou smykovou pevnost spoje nosníku na sloup. Jsou uvedeny v záložce 'Přípoj momentového rámu po prutech'. U vyztužených rámů se požadovaná pevnost spoje ztužení v tahu a a v tlaku uvede v záložce 'Přípoj ztužení po prutech'.
Provedená posouzení se vám zobrazí v tabulkách. V detailech posouzení jsou přehledně uvedeny vzorce a odkazy na normu.
Pokud máte pro svůj model experimentálně stanovené hodnoty tlaku na plochách, lze je použít na modelu konstrukce v programu RFEM 6, zpracovat v programu RWIND 2 a zohlednit jako zatížení větrem při statické analýze v programu RFEM 6.
Jak tyto experimentálně stanovené hodnoty uplatníte, se dozvíte v tomto odborném článku.
Addon Posouzení železobetonových konstrukcí vám umožňuje posouzení prutů a ploch na únavu podle EN 1992-1-1, kapitoly 6.8.
Pro posouzení na únavu lze v konfiguracích pro posouzení zvolit dvě metody resp. dvě úrovně posouzení:
Úroveň posouzení 1: Zjednodušené posouzení podle 6.8.6 a 6.8.7(2): Zjednodušené posouzení se provádí pro časté kombinace účinků podle EN 1992-1-1, kapitoly 6.8.6 (2) a EN 1990, rov. (6.15b) se zatížením dopravou příslušným danému meznímu stavu použitelnosti. ro výztužnou ocel se posuzuje maximální rozkmit napětí podle 6.8.6. Tlakové napětí v betonu se stanoví pomocí horního a dolního dovoleného napětí podle 6.8.7(2).
Úroveň posouzení 2: Posouzení srovnávacího napětí pro poškození podle 6.8.5 a 6.8.7(1) (zjednodušené posouzení na únavu): Posouzení pomocí ekvivalentních rozkmitů napětí pro únavovou kombinaci se provádí podle EN 1992-1-1, kapitoly 6.8.3, rov. (6.69) se speciálně definovaným cyklickým účinkem Qfat.
Výsledky programu RWIND si můžete zobrazit přímo v hlavním programu. V navigátoru Výsledky vyberte ze seznamu nahoře typ výsledků "Analýza simulace větru".
V současnosti máte k dispozici následující výsledky, které se vztahují k výpočetní síti programu RWIND:
Věděli jste, že...? V návrhových podporách můžete nyní pro posouzení 'Tlak kolmo k vláknům' definovat celozávitové vruty jako výztužné prvky na příčný tlak. Vruty se kontrolují na vtlačení a vybočení.
Kromě toho se posuzuje únosnost příčného tlaku v rovině špičky vrutu. Úhel rozložení zatížení můžete zohlednit lineárně pod 45° nebo nelineárně (podle Bejtka I., Verstärkung von Bauteilen aus Holz mit Vollgewindeschrauben, Universität Karlsruhe (TH), 2005).
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.
Pomocí programu RWIND 2 Pro lze pro plochu snadno zadat propustnost. Potřebujete jen zadat
Darcyho součinitel D,
inerciální součinitel I a
délku porézního média ve směru proudění L,
pro definici tlakových okrajových podmínek mezi přední a zadní stranou porézní zóny. Tímto nastavením získáte model proudění touto zónou se zobrazením rozdílných výsledků na obou stranách oblasti zóny.
Ale to není vše. Generování zjednodušeného modelu dále rozpozná propustné zóny a zohlední příslušné otvory v plášti modelu. Složitému geometrickému modelování propustného porézního prvku se můžete vyhnout. Pochopitelně - to je pro vás dobrá zpráva! Díky pouhému zadání parametrů propustnosti můžete tento nepříjemný proces obejít. Použijte tuto funkci pro simulaci propustných sítí na lešení, prachových clon, síťových konstrukcí a podobně. Budete nadšeni!
Chcete rozložit pruty na plochy? Není nic jednoduššího. V záložce Příčné výztuhy při úpravě prutů naleznete vhodné řešení. Přitom můžete Příčné výztuhy upravit podle typu a umístění.
Převod prutů na plošné modely funguje bez větších problémů. Vytvořte jednoduše lokální oslabení průřezu prutu pomocí funkce Generovat plochy z prutů. Tak můžete převést pruty na plošné modely.
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.
Grafické zadávání a kontrola definovaných uzlových podpor a vzpěrných délek pro posouzení stability
Stanovení náhradních délek prutů s náběhem
Zohlednění polohy postranních podpěr proti klopení
Posouzení na klopení konstrukčních prvků namáhaných momentem
v závislosti na normě možný výběr mezi uživatelským zadáním Mcr, analytickou metodou z normy a použitím interního řešiče vlastních čísel
Zohlednění smykového pole a torzního uložení při použití řešiče vlastních čísel
Grafické zobrazení vlastního tvaru při použití řešiče vlastních čísel
Posouzení stability konstrukčních prvků s kombinovaným namáháním v tlaku a ohybu v závislosti na návrhové normě
Srozumitelný výpočet všech potřebných součinitelů, jako jsou součinitele rozdělení momentu nebo interakční součinitele
Alternativně zohlednění všech účinků pro posouzení stability již při stanovení vnitřních sil v programu RFEM/RSTAB (účinky druhého řádu, imperfekce, redukce tuhosti, případně v kombinaci s addonem Vázané kroucení (7 stupňů volnosti))
Vaše možnosti při posouzení dřevěných konstrukcí jsou rozmanité. Pro pruty s náběhy a zakřivené pruty můžete zohlednit úhly řezu vůči vláknům, příčná tahová napětí a poloměry zakřivení závislé na objemu. Pokud chcete posuzovat oblast řezu, upraví se příslušně pevnost v tahu za ohybu nebo v tlaku za ohybu. Abyste mohli provést posouzení stability také metodou náhradního prutu, provede se výpočet výšky pro vzpěrnou délku a vzpěrnou délku při klopení ve vzdálenosti 0,65 x h od vlastního návrhového bodu.
Zde máte svobodnou volbu. Posouzení tlaku na podpoře můžete provést v libovolném bodě pro zatížení ve směru y a z průřezu. Přitom je jen na vás, zda rozlišovat mezi vnitřními a koncovými podporami. Součinitel tlaku kolmo k vláknům kc, 90 může nastavit uživatel (např. 1,75 pro lepené dřevo). Pokud je to možné, délka podpory se automaticky zvětší podle zadání v normě. To vám umožní dosáhnout hospodárnějšího návrhu bez velkého úsilí.
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.
Pro model přípoje se spočítá součinitel kritického zatížení pro všechny analyzované kombinace zatížení a zadaný počet vlastních tvarů. Nejmenší součinitel kritického zatížení se porovnává s mezní hodnotou 15 z normy EN 1993-1-1, kapitola 5. Kromě toho můžete mezní hodnotu uživatelsky upravit. Program vám dále graficky zobrazí jako výsledek stabilitní analýzy příslušné vlastní tvary.
Pro analýzu stability používá RFEM upravený plošný model, který cíleně rozpoznává lokální tvary boulení. Model stabilitní analýzy včetně výsledků můžete uložit a použít samostatně.
Výpočet stacionárního nestlačitelného turbulentního proudění pomocí řešiče SimpleFOAM ze softwarového balíčku OpenFOAM®.
Numerické schéma prvního a druhého řádu
Modely turbulence RAS k-ω a RAS k-ε
Zohlednění drsnosti povrchu v závislosti na oblasti modelu
Vytvoření modelu pomocí souborů VTP, STL, OBJ a IFC
Obsluha přes obousměrné rozhraní programu RFEM nebo RSTAB pro import geometrií modelů s normovanými zatíženími větrem a export zatěžovacích stavů zatížení větrem pomocí tabulek tiskového protokolu podle sond
Intuitivní změny modelu pomocí funkce Drag & Drop a grafických nástrojů
Generování Shrink-Wrap sítě na geometrii modelu
Zohlednění okolních objektů (budovy, terén atd.)
Popis zatížení větrem v závislosti na výšce (rychlost větru a intenzita turbulence)
Automatické síťování v závislosti na zvolené hloubce detailu
Zohlednění sítí vrstev v blízkosti povrchu modelu
Paralelní výpočet s optimálním využitím všech procesorových jader počítače
Grafické zobrazení výsledků ploch na povrchu modelu (plošný tlak, součinitele Cp)
Grafický výstup výsledků pole proudění a vektorových výsledků (tlakové pole, pole rychlostí, pole turbulence k-ω a k-ε, vektory rychlostí) v rovinách ořezávacího boxu / roviny
Zobrazení 3D proudění větru pomocí animovaných proudnic
Zadání bodových a liniových sond
Vícejazyčné ovládání programu (čeština, němčina, angličtina, španělština, francouzština, italština, polština, portugalština, čínština a ruština)
Výpočty několika modelů v jednom procesu dávkového zpracování
Generátor pro vytváření natočených modelů pro simulaci různých směrů větru
Volitelné přerušení a pokračování výpočtu
Individuální panel barev pro zobrazení výsledků
Zobrazení grafů s odděleným výstupem výsledků pro obě strany plochy
Zobrazení bezrozměrné vzdálenosti stěn y+ v detailech kontroly sítě pro síť zjednodušeného modelu
Stanovení smykového napětí na povrchu modelu od proudění okolo modelu
Výpočet s alternativním konvergenčním kritériem (v parametrech simulace můžete volit mezi typy reziduí: tlak nebo odporová síla)
RWIND Basic používá numerický CFD (Computational Fluid Dynamics) model k simulaci proudění větru kolem objektů v digitálním větrném tunelu. Simulace z výsledků proudění okolo modelu stanoví specifické zatížení větrem, které působí na povrch vašeho modelu.
Pro simulaci se používá 3D síť konečných objemů. RWIND Basic automaticky vytváří síť na základě definovatelných řídicích parametrů. Pro výpočet proudění větru máte v RWIND Basic k dispozici řešič stacionárního a v RWIND Pro řešič nestacionárního nestlačitelného turbulentního proudění. Z výsledků proudění se extrapolují pro každý časový krok výsledné plošné tlaky modelu.
Řešení numerické simulace proudění vám poskytne výsledky na modelu a v jeho okolí:
Tlak na povrchu tělesa
Součinitel tlaku Cp na plochách tělesa
Tlakové pole kolem geometrie tělesa
Rychlostní pole kolem geometrie tělesa
Pole turbulence k-ω kolem geometrie tělesa
Pole turbulence k-ε kolem geometrie tělesa
Vektory rychlosti kolem geometrie tělesa
Proudnice kolem geometrie tělesa
Síly na tělesech vygenerovaných původně z prutových prvků
Průběh konvergence
Směr a velikost odporu tělesa proti proudění
I přes toto množství informací zůstává program RWIND 2 přehledný, jak je pro programy Dlubal typické. Pro grafické vyhodnocení lze definovat libovolně definovatelné zóny. Výsledky proudění v prostoru okolo tělesa jsou obvykle těžko přehledné - pravděpodobně již víte proč. Z tohoto důvodu nabízí RWIND Basic volně posuvné roviny řezu pro samostatné zobrazení "objemových výsledků" v jedné rovině. Pro výsledné 3D proudnice máte možnost kromě statického zobrazení zvolit také animované zobrazení ve formě pohyblivých liniových segmentů nebo částic. Tato možnost vám pomůže zobrazit proudění větru jako dynamický účinek.
Veškeré výsledky můžete exportovat jako obrázek nebo speciálně pro animaci výsledků jako video.
Spuštěním analýzy v programu RFEM nebo RSTAB zahájíte dávkový proces. V něm se veškeré definované pruty, plochy a tělesa v modelu zohlední se všemi příslušnými součiniteli v zadané poloze v numerickém modelu větrného tunelu programu RWIND Basic. Pak se spustí CFD analýza a výsledné tlaky působící na povrch pro zvolený časový krok se převedou zpátky jako zatížení v uzlech sítě KP nebo jako zatížení na prut do příslušných zatěžovacích stavů v programu RFEM nebo RSTAB.
Tyto zatěžovací stavy, které obsahují zatížení z programu RWIND Basic, lze následně spočítat. Můžete je také skládat s jinými zatíženími do kombinací zatížení nebo do kombinací výsledků.
Ve srovnání s přídavným modulem RF-/TIMBER Pro (RFEM 5 / RSTAB 8) jsou v addonu Posouzení dřevěných konstrukcí pro RFEM 6 / RSTAB 9 přidány následující nové funkce:
Kromě Eurokódu 5 jsou integrovány i další mezinárodní normy (SIA 265, ANSI/AWC NDS, CSA 086, GB 50005)
Posouzení tlaku kolmo na směr vláken (tlak na podpoře)
Implementace řešiče vlastních čísel pro stanovení kritického momentu pro klopení (pouze EC 5)
Definice rozdílných vzpěrných délek pro posouzení za studena a při požáru
Vyhodnocení napětí pomocí jednotkových napětí (MKP)
Optimalizované posouzení stability pro pruty s náběhem
Sjednocení materiálů pro všechny národní přílohy (pro lepší přehled je v databázi materiálů k dispozici pouze jedna norma „EN“)
Zobrazení oslabení průřezu přímo v renderování
výstup vzorců použitých pro posouzení (včetně odkazu na použitou rovnici z normy)
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
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.
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)
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