SHAPE-THIN - Tenkostěnné a za studena tvarované průřezy

Základní vlastnosti

• 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
• Tiskový protokol

Průřezové charakteristiky a napětí

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

• Celková plocha A
• Smykové plochy A_y, A_z, A_u a A_v
• Poloha těžiště y_S , z_S
• Momenty pro oblast 2. Stupeň 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, i_p,M
• Sklon hlavních os α
• Tíha průřezu G
• Obvod průřezu U
• Momenty v kroucení 2. Stupně I_T , I_{T, St.Venant} , I_{T, Bredt} , I_{T, s}
• Poloha středu smyku y_M , z_M
• Vyvinutí proti deplanaci I_{ω, S} , I_{ω, M} nebo I_{ω, D} u vázané osy kroucení
• Max/min průřezové moduly W_y , W_z , W_u , W_v , W_{ω, M} s vyznačením polohy
• Stabilitní parametry r_u, r_v, r_M,u, r_M,v
• Součinitel rozpadu λ_M

• 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

• 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 (deplanační plochy) S_{ω, M}
• Plochy ohraničené střednicí A_m

• Normálová napětí σ_x od normálové síly, ohybových momentů a bimomentu
• Smyková napětí τ od posouvajících sil a také krouticích momentů
• Srovnávací napětí σ_v s nastavitelným součinitelem pro smyková napětí
• Využití vzhledem k mezním napětím
• Napětí na okrajích prvku nebo na střednicích
• Napětí v koutových svarech

• Průřezové charakteristiky nesouvislých průřezů (jádra výškových budov, složené profily)
• Smykové síly vyztužujícího systému vlivem ohybu a kroucení

• Plastický výpočet se stanovením součinitele zvětšení α_pl
• 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 vysokému standardu programů RFEM a RSTAB. Úpravy průřezu se automaticky aktualizují.