V konfiguraci mezního stavu použitelnosti lze upravovat různé parametry posouzení průřezů. Je zde také možné zadat výchozí stav průřezu pro posouzení deformací a šířky trhlin.
Aktivovat lze následující nastavení:
Stav s trhlinami spočítaný z přiřazeného zatížení
Stav s trhlinami stanovený jako obálka ze všech návrhových situací pro posouzení MSP
Deformace prutů a ploch se stanoví se zohledněním železobetonového průřezu s trhlinami (stav II) nebo bez trhlin (stav I). Při stanovení tuhosti můžete zohlednit tahové zpevnění mezi trhlinami, takzvané 'tension stiffening' podle použité návrhové normy.
Výpočty deformací železobetonových ploch bez trhlin / porušených trhlinami (stav II) při uplatnění aproximačních metod z návrhových norem (např. výpočet deformací podle 7.4.3 EN 1992-1-1)
Tahové zpevnění betonu mezi trhlinami
Možnost zohlednit dotvarování a smršťování
Grafické výsledky integrované v programu RFEM, například využití mezních hodnot nebo deformace a průhyby
Přehledné numerické zobrazení výsledků v dialogu detailů
Úplná integrace výsledků do tiskového protokolu programu RFEM
Hledáte, kde spočítat deformace? Mezní stav použitelnosti naleznete v konfiguracích, kde jej lze také aktivovat. Ve výše uvedeném dialogu můžete také zohlednit dlouhodobé vlivy (dotvarování a smršťování) a tahové zpevnění mezi trhlinami. Součinitel dotvarování a poměrné smršťování můžete definovat samostatně nebo na základě zadaných parametrů.
Dále zde můžete nastavit mezní hodnoty deformací individuálně pro jednotlivé konstrukční prvky. Jako dovolená mezní hodnota se přitom definuje maximální deformace. Dále je třeba určit, zda chcete spočtené deformace vztahovat k nedeformované nebo deformované konstrukci.
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
Nelineární výpočtová metoda se aktivuje výběrem návrhové metody pro posouzení mezního stavu použitelnosti. Jednotlivá posouzení a pracovní diagramy pro beton a železobeton lze nastavit samostatně. Průběh iterace lze ovlivnit těmito řídicími parametry: přesností konvergence, maximálním počtem iterací, uspořádáním vrstev nad hloubkou průřezu a součinitelem tlumení.
Mezní hodnoty v mezním stavu použitelnosti lze nastavit individuálně pro každou plochu nebo skupinu ploch. Jako přípustné limitní hodnoty se definují maximální deformace, maximální napětí a maximální šířky trhlin. Definice maximální deformace vyžaduje další upřesnění, zda se má pro posouzení použít nedeformovaný nebo deformovaný systém.
RF-CONCRETE Members
Nelineární výpočet lze použít pro posouzení mezního stavu únosnosti a použitelnosti. Dle potřeby je možné při výpočtu uvažovat pevnost betonu v tahu nebo tahové zpevnění mezi trhlinami. Průběh iterace lze ovlivnit těmito řídicími parametry: přesností konvergence, maximálním počtem iterací a součinitelem tlumení.
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
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.
Po skončení výpočtu se zobrazí výsledky posouzení mezního stavu použitelnosti a nutná výztuž v přehledně uspořádaných tabulkách. Kromě toho se zobrazí také všechny mezihodnoty. Aktuální protažení a napětí průřezů jsou také znázorněna graficky.
Součástí návrhů podélné a třmínkové výztuže jsou praktické nákresy výztuže. Navrženou výztuž lze dále upravovat a měnit například počet prutů a ukotvení. Změny se automaticky aktualizují.
Betonové průřezy s výztuží lze vizualizovat pomocí 3D renderování. Tato možnost představuje optimální způsob dokumentace údajů pro zhotovení výkresů výztuže a jejích výkazů.
Posouzení šířky trhlin se provádí pomocí vybrané výztuže vnitřních sil v mezním stavu použitelnosti. Výsledky zahrnují napětí ve výztuži, minimální výztuž, mezní průměry, maximální vzdálenost mezi výztuží, vzdálenost trhlin a maximální šířku trhlin.
Výsledkem nelineární analýzy jsou mezní stavy únosnosti průřezu s definovaným vyztužením (které je stanoveno lineárně pružným výpočtem) a skutečný průhyb konstrukčního dílce s ohledem na oslabení průřezu trhlinami.
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.
Výpočet deformací v RF-CONCRETE Deflect se aktivuje v nastavení analytického výpočtu mezního stavu použitelnosti v přídavném modulu RF-CONCRETE Surfaces. Ve výše uvedeném dialogu lze také zohlednit dlouhodobé vlivy (dotvarování a smršťování) a tahové zpevnění mezi trhlinami. Součinitel dotvarování a poměrné smršťování lze definovat samostatně nebo na základě zadaných parametrů.
Mezní hodnoty deformací lze nastavit individuálně pro jednotlivé plochy nebo pro určitou skupinu ploch. Jako dovolená mezní hodnota se přitom definuje maximální deformace. Dále je třeba určit, zda se spočtené deformace vztahují k nedeformované nebo deformované konstrukci.
Posouzení deformací železobetonových ploch bez trhlin nebo s trhlinami (stav II) pomocí aproximační metody (např. analýza deformací podle EN 1992-1-1, čl. 7.4.3)
Tahové zpevnění betonu mezi trhlinami
Možnost zohlednit dotvarování a smršťování
Grafické znázornění výsledků v programu RFEM; například deformace nebo průhyb ploché desky
Číselné výsledky přehledně uspořádané v tabulkách s možností grafického znázornění výsledků na konstrukci
Úplná integrace výsledků do tiskového protokolu programu RFEM
Iterační nelineární výpočet deformací prutových a plošných konstrukcí ze železobetonu, který využívá odpovídající tuhost prvku s ohledem na definovaná zatížení
Po výpočtu se v modulu zobrazí přehledné tabulky s výsledky nelineárního výpočtu. Všechny mezihodnoty jsou uvedeny srozumitelně. Grafické znázornění využití, deformací, napětí v betonu a výztuži, šířek trhlin, hloubek trhlin a vzdáleností trhlin v programu RFEM umožňuje rychlý přehled o kritických oblastech nebo oblastech s trhlinami.
Chybová hlášení nebo poznámky týkající se výpočtu indikují potenciální návrhové problémy. Vzhledem k tomu, že se výsledky posouzení zobrazí po plochách nebo po bodech se všemi mezivýsledky, můžete znovu sledovat všechny detaily výpočtu.
Díky volitelnému exportu vstupních nebo výsledkových tabulek do MS Excel zůstávají data k dispozici pro další použití v jiných programech. Úplná integrace výsledků do tiskového protokolu programu RFEM zaručuje ověřitelné statické posouzení.