6.4 Zatížení na plochu

Plošná zatížení jsou síly, teplotní zatížení nebo vynucená přetvoření působící na všechny 2D prvky jedné plochy (viz kapitola 4.4).

Před zadáním zatížení na plochu je třeba mít již definovanou aspoň jednu plochu.

Plocha může být pomocí průniků rozdělena na několik dílčích ploch (viz kapitola 4.22). Dílčí plochy, které jsme deaktivovali, nebudou zatěžovány. Stejně tak zatížení nebude působit na otvory v dané ploše.

Číslo zatížení na plochu se v dialogu Nové zatížení na plochu vyplní automaticky. Uživatel ho však může změnit. Pořadí čísel nehraje žádnou roli.

V tomto poli se zadají čísla ploch, na které má zatížení působit. Plochy lze vybrat pomocí funkce také v grafickém okně.

Pokud jsme zvolili grafické zadání, vyplníme nejdříve údaje o zatížení. Po kliknutí na tlačítko [OK] postupně vybereme myší příslušné plochy v grafickém okně.

V této sekci určíme, o jaký typ zatížení se jedná. V závislosti na označené volbě se mohou deaktivovat určité části dialogu, popř. sloupce v tabulce. Uživatel může vybrat některý z následujících typů zatížení:

Tabulka 6.6 Typy zatížení

Typ zatížení	Krátký popis
Síla	Konstantní nebo lineárně proměnné zatížení plochy silou.
Teplota	Rovnoměrné, lineárně proměnné teplotní zatížení rozložené po tloušťce plochy nebo uspořádané radiálně. Kladná hodnota zatížení znamená, že se plocha resp. její horní strana zahřívá.
Protažení	Vynucené protažení nebo zkrácení ε plochy. Kladná hodnota zatížení znamená, že se plocha prodlužuje. Míru smršťovaní lze stanovit pomocí vlevo znázorněného tlačítka. Otevře se dialog (viz obr. 6.25 pro zadání parametrů smršťování.
Zakřivení	Vynucené zakřivení plochy.
Rotační pohyb	Odstředivá síla od hmoty a úhlová rychlost ω působící na plochu. Osu rotačního pohybu je třeba zadat po kliknutí na tlačítko ve zvláštním dialogu.

Parametry pro zatížení na plochy a pruty v důsledku smršťování lze zadat v samostatném dialogu pomocí tlačítka (viz obr. 6.25).

Smršťování jako časově podmíněná změna objemu bez vnějšího působení zatížení nebo teploty se vyskytuje ve formě smršťování od vysychání, autogenního smršťování, plastického smršťování a karbonatačního smršťování. Z hlavních veličin, které proces smršťování ovlivňují (relativní vlhkost vzduchu RH, účinná tloušťka dílce h, pevnost betonu f_cm, typ cementu Z_Typ, stáří betonu na začátku smršťování t_s), se vypočítá míra smrštění ε_cs(t,ts) k určitému časovému okamžiku t.

Po kliknutí na [OK] se daná hodnota převede jako změna délky ε do dialogu Nové zatížení na plochu.

Zatížení může působit na plochu jako konstantní, lineární nebo radiální.

Velikost zatížení je třeba definovat ve třech uzlech, kterými je dána příslušná rovina.

Zatížení na plochu může mít lineárně proměnný průběh ve směru některé osy globálního souřadného systému. V tomto případě je třeba zadat velikost zatížení pouze ve dvou uzlech. Tyto uzly mohou ležet i mimo zatíženou plochu, ovšem jen pokud se v nich vytvoří uzly sítě KP (tzn. nesmí se jednat o volné uzly).

Pro radiálně působící síly nebo teplotní zatížení je třeba zadat osu radiálního průběhu v samostatném dialogu. Ten je možné otevřít pomocí tlačítka .

Zatížení může působit ve směru lokálních os x, y, z, nebo globálních os X, Y, Z.

Zatížení působící kolmo na plochu se zpravidla zadávají lokálně ve směru osy z. Zatížení se takto definuje například v případě zatížení střešních ploch větrem nebo v případě vnitřního tlaku na skořepinu nádrže.

Zobrazení lokálních os plochy lze zapnout buď z navigátoru Zobrazit tak, že zaškrtneme položku Model → Plochy → Osové systémy plochy x,y,z. Alternativně je možné použít místní nabídku konkrétní plochy (viz obr. 4.122).

Globálně na skutečnou plochu

Pokud zatížení působí ve směru některé osy globálního souřadného systému XYZ, nemusíme se již v případě výpočtu podle teorie I. řádu zajímat o orientaci lokálních os plochy. V případě nelineárního výpočtu ovšem mohou lokálně či globálně definovaná zatížení vést k rozdílům: pokud zatížení působí ve směru globální osy, pak si tento směr i při natočení konečných prvků zachová. Jestliže zatížení působí ve směru lokální osy plochy, pootočí se v závislosti na natočení konečných prvků i směr zatížení na plochu.

Globálně na průmět

Zatížení působí na průmět plochy ve směru příslušné osy globálního souřadného systému. Tato volba se zaškrtne například při působení zatížení sněhem na průmět půdorysné plochy střechy.

V dialogu v grafickém okně vpravo se průměty ploch názorně zobrazí.

Velikost zatížení

V této sekci dialogu, resp. ve sloupcích v tabulce se zadávají velikosti zatížení a případně příslušné uzly. Pole jsou přístupná a opatřena odpovídajícím popisem v závislosti na předešlém nastavení.

Zatížení p / p₂ / p₃ / T / Δ T / ε / R / ω / α

V těchto polích se zadávají velikosti zatížení. Znaménka se řídí orientací vzhledem k osám globálního, popř. lokálního souřadného systému.

V případě lineárně proměnného zatížení je třeba zadat několik hodnot zatížení. V grafickém okně v dialogu vpravo nahoře jsou příslušné parametry zatížení dobře znázorněny.

Uzel č.

V případě lineárně proměnného zatížení je třeba zadat uzly, kterými je dána příslušná rovina a kterým budou hodnoty zatížení přiřazeny. V dialogu lze pomocí funkce zadávat uzly i grafickým výběrem.

Zatížení vícevrstvou skladbou

Uživatel může vytvořit zatížení z plošné tíhy materiálů, které působí jako vícevrstvá skladba. Tímto řešením lze jednoduše obsáhnout např. konstrukci podlah nebo obložení.

Danou funkci zajišťuje v dialogu Nové zatížení na plochu (obr. 6.23) tlačítko , které se nachází vpravo vedle pole pro zadání velikosti zatížení. V místní nabídce je pak třeba vybrat položku Vícevrstvá skladba.

Otevře se databáze vícevrstvých skladeb, kde je možné vybrat skladby, nebo zde zadat nové.

Koncept této databáze odpovídá koncepci databáze materiálů (viz kapitola 4.3). Pomocí tlačítek a  lze vícevrstvé skladby vytvářet resp. upravovat.

Vrstvy lze skládat jednotlivě. Tlačítkem přitom můžeme otevřít databázi materiálů (viz kapitola 4.3).

Z tloušťky a měrné tíhy se určí tíha plochy (sloupec E). Aktuální vrstva se v grafickém okně v dialogu vyznačí šipkou.

Po kliknutí na tlačítko [OK] se plošná tíha převezme do výchozího dialogu. Vstupní políčko se přitom označí zeleným trojúhelníkem (viz obrázek na okraji výše), který odkazuje na parametrickou hodnotu. Pokud na tento trojúhelník klikneme, vstupní parametry se opět zpřístupní a můžeme je upravovat.