SHAPE-THIN - Tenkostěnné a za studena tvarované průřezy

Základní funkce

• Modelování průřezu pomocí prvků, profilů, oblouků a bodových prvků
• Rozšiřitelná databáze vlastností materiálů, mezí kluzu a mezních napětí
• Průřezové charakteristiky otevřených, uzavřených nebo nesouvislých průřezů
• Ideální průřezové charakteristiky profilů složených z různých materiálů
• Stanovení napětí v koutových svarech
• Analýza napětí včetně posouzení na volné a vázané kroucení
• Posouzení poměrů (c/t) tlačených částí
• Účinné průřezy podle
  • EN 1993-1-5 (včetně podélně vyztužených částí stěn podle čl. 4.5)
  • EN 1993-1-3
  • EN 1999-1-1
  • DIN 18800-2
• Klasifikace podle
  • EN 1993-1-1
  • EN 1999-1-1
• Rozhraní na MS Excel pro import a export tabulek
• Výstupní protokol

Průřezové charakteristiky a napětí

SHAPE-THIN stanoví průřezové charakteristiky a napětí u libovolných otevřených, uzavřených, spojených nebo nesouvislých průřezů.

• průřezové charakteristiky
  • Celková plocha A
  • Smykové plochy A_y, A_z, A_u a A_v
  • Poloha těžiště y_S , z_S
  • momenty plochy 2 stupně I_y, I_z, I_yz, I_u, I_v, I_p, I_{p, M}
  • Poloměry setrvačnosti i_y, i_z, i_yz, i_u, i_v, i_p, ip,M
  • Sklon hlavních os α
  • Tíha průřezu G
  • Obvod průřezu U
  • torzní konstanty plochy stupně I_T, I_T,St.Venant, I_T,Bredt, I_T,s
  • Poloha středu smyku y_M , z_M
  • Výsečové konstanty I_ω,S, I_ω,M nebo I_ω,D pro příčné omezení
  • Max/min průřezové moduly S_y, S_z, S_u, S_v, S_ω,M s polohami
  • Stabilitní parametry r_u, r_v, r_M,u, r_M,v
  • Redukční součinitel λ_M
• Plastické průřezové charakteristiky
  • Normálová síla N_pl,d
  • Smykové síly V_pl,y,d, V_pl,z,d, V_pl,u,d, V_pl,v,d
  • Ohybové momenty M_pl,y,d, M_pl,z,d, M_pl,u,d, M_pl,v,d
  • Průřezové moduly W_pl,y, W_pl,z, W_pl,u, W_pl,v
  • Smykové plochy A_pl,y, A_pl,z, A_pl,u, A_pl,v
  • Poloha os plochy f_u, f_v,
  • Zobrazení elipsy setrvačnosti
• Statické momenty
  • Plošné momenty prvního stupně S_u, S_v, S_y, S_z s polohou maxima a určením smykového toku
  • Výsečové souřadnice ω_M
  • momenty plochy S_ω,M
  • Plochy ohraničené střednicí Am
• Napětí
  • Normálová napětí σ_x od normálové síly, ohybových momentů a deplanačního bimomentu
  • Smyková napětí τ od smykových sil a také od primárních a sekundárních krouticích momentů
  • Srovnávací napětí σv s upravitelným součinitelem pro smyková napětí
  • Využití vzhledem k mezním napětím
  • Napětí na okrajích prvku nebo na střednicích
  • Napětí v koutových svarech
• Vyztužující systémy
  • Průřezové charakteristiky nesouvislých průřezů (jádra výškových budov, složené profily)
  • Smykové síly vyztužujícího systému vlivem ohybu a kroucení
• Plastické posouzení
  • Posouzení plastické únosnosti se stanovením součinitele zvětšení αpl
  • Posouzení poměrů (c/t) metodou el-el, el-pl nebo pl-pl podle DIN 18800

Průřezy tvarované za studena

Program stanoví účinné průřezy za studena tvarovaných profilů podle EN 1993-1-3 a EN 1993-1-5. Volitelně lze ověřit geometrické podmínky dle normy EN 1993-1-3, čl. 5.2.

Účinky lokálního boulení desky se posuzují metodou redukovaných šířek a možné vybočení výztuh (tvarová nestabilita) se zohledňuje u vyztužených profilů podle EN 1993-1-3, čl. 5.5.

Volitelně lze také provést iterační výpočet pro optimalizaci účinného průřezu.

Účinné průřezy lze zobrazit graficky.

V odborném příspěvku „Posouzení tenkostěnného C-profilu tvarovaného za studena podle EN 1993-1-3“ je podrobně popsán návrh profilů tvarovaných za studena v programu SHAPE-THIN a v modulu RF-/STEEL Cold-formed Sections:

Vstupní data

Program SHAPE-THIN obsahuje rozsáhlou databázi různých typů válcovaných a parametrických průřezů. Můžeme je dále kombinovat nebo doplňovat novými prvky. Bez problému lze modelovat průřezy, které se skládají z různých materiálů.

Grafické nástroje a funkce nám umožňují modelovat složité tvary průřezů tak, jak je obvyklé v programech CAD. Díky grafickým nástrojům lze mimo jiné snadno zadávat bodové prvky, koutové svary, oblouky, parametrické obdélníkové a kruhové průřezy, elipsy, eliptické oblouky, paraboly, hyperboly, linie typu Spline nebo NURBS. Máme také možnost importovat DXF soubor a použít jej jako základ pro další modelování. Při modelování lze používat i vodicí linie.

Parametrické zadávání umožňuje zadávat údaje o konstrukci a zatížení v závislosti na určitých proměnných.

Prvky můžeme graficky rozdělovat nebo připojovat k jiným objektům. Program SHAPE-THIN prvky automaticky rozdělí a zajistí nepřerušený smykový tok pomocí nulových prvků. U nulových prvků můžeme definovat specifickou tloušťku, a tak regulovat přenos smyku.

Výpočet

Program SHAPE-THIN počítá všechny příslušné průřezové charakteristiky včetně plastických mezních sil a momentů. Překrývající se plochy se zohledňují realisticky. U průřezů, které se skládají z různých materiálů, stanoví SHAPE-THIN účinné průřezové charakteristiky vzhledem k referenčnímu materiálu.

Kromě analýzy napětí pružno-pružně lze provést plastické posouzení včetně interakce vnitřních sil u libovolných tvarů průřezů. Plastické posouzení se zohledněním interakce se provádí simplexovou metodou. Jako podmínku plasticity lze zvolit teorii podle Trescy nebo von Misese.

Program SHAPE-THIN provádí klasifikaci průřezů podle EN 1993-1-1 a EN 1999-1-1. U ocelových průřezů třídy 4 stanoví program účinné šířky nevyztužených nebo podélně vyztužených panelů podle EN 1993-1-1 a EN 1993-1-5. U hliníkových průřezů třídy 4 počítá program účinné tloušťky podle EN 1999-1-1.

Pro posouzení mezních hodnot (c/t) lze v programu zvolit metodu el-el, el-pl nebo pl-pl podle DIN 18800. Přitom se (c/t) pole prvků ve stejném směru rozpoznají automaticky.

Výsledky

Veškeré výsledky lze snadno vyhodnotit v číselné a grafické podobě. Pro grafické znázornění jsou k dispozici nástroje pro výběr, které umožňují podrobné prohlížení výsledků.

Tiskový protokol odpovídá vysokým standardům programů {%/#/cs/produkty/rfem-5/co-is-rfem RFEM]] a {%/cs/produkty/rstab- 8/co-je -rstab RSTAB]]. Úpravy se automaticky aktualizují.