Plochy

Pomocí ploch se popisuje geometrie rovinných nebo zakřivených konstrukčních prvků, jejichž plošné rozměry jsou podstatně větší než tloušťky. Tuhost plochy vyplývá z jejího materiálu a tloušťky. Při generování sítě KP se na plochách vytvářejí 2D prvky. Ty se při výpočtu uvažují v těžišťové ose plochy.

Pro zadání plochy můžete použít existující 'Hraniční linie'. Můžete také použít přímé zadání, při kterém program definiční linie vygeneruje automaticky.

Záložka Základní spravuje základní parametry plochy. Zaškrtnutím políček se doplní další záložky, ve kterých můžete zadat specifické údaje.

Typ tuhosti

Typ tuhosti řídí, jakým způsobem mohou být přenášeny vnitřní síly nebo jaké vlastnosti se pro plochu předpokládají.

V seznamu lze vybrat různé typy tuhosti.

Standardní

Plocha přenáší momenty a membránové síly. Tento přístup popisuje obecné chování homogenního a izotropního plošného modelu. Tuhostní vlastnosti plochy jsou směrově nezávislé.

Bez tloušťky

Plocha nemá žádnou tuhost. Tento typ se používá pro hraniční plochy tělesa.

Tuhá

Tímto typem tuhosti lze modelovat velmi tuhé plochy pro vytvoření tuhého spojení mezi objekty.

Membrána

Plocha vykazuje rovnoměrnou tuhost ve všech směrech. Přenášejí se však pouze membránové síly v tahu (n_x, n_y) a membránové smykové síly (n_xy). Při tlakových a smykových silách a momentech příslušné plošné prvky selhávají.

Membrána bez tahu

Přenášejí se pouze momenty a membránové síly v tlaku. Při membránových silách způsobujících tah dochází k selhání příslušných plošných prvků (příklad: otlačení).

Přenos zatížení

Tento typ umožňuje nanášet plošné zatížení na oblasti, které nejsou vyplněny plochami, jako například zatížení větrem na okna nebo pruty haly. Zatížení z této plochy se rozdělí na okraje nebo integrované objekty. Pokud se generují zatížení na prut, zatížení se přepočítá do globálních směrů v závislosti na skutečných délkách prutů (směry zatížení X_L, Y_L, Z_L). Samotná plocha nemá žádnou tuhost.

Kritéria pro přenos zatížení můžete stanovit v záložce Přenos zatížení.

'Směr přenosu zatížení' popisuje, v jakém směru (směrech) se má zatížení na objekty aplikovat. Seznam nabízí možnosti pro izotropní rozdělení na základě výpočtu MKP a pro ortotropní uspořádání na pásy plochy, které se používají pro stanovení zatěžovací šířky v jedné nebo obou lokálních osách plochy.

Při možnosti 'Izotropní | MKP' používá RFEM pro stanovení průběhu zatížení samostatný dílčí model, ve kterém je plocha modelována tuhým plošným prvkem. Všechny objekty integrované do plochy (pruty, liniové a uzlové podpory, linie spojené s prvky modelu, vazby nebo uzly atd.) jsou nahrazeny tuhými liniovými nebo tuhými uzlovými podporami. Reakce tohoto dílčího modelu se pak použijí jako zatížení pro 3D výpočet v programu RFEM. Pokud určité objekty nemají přenášet žádné zatížení, můžete je zadat v oddílu 'Bez účinku na'.

Při přenosu zatížení přes pásy plochy můžete určit, jak má program RFEM provést 'Průběh zatížení'. Zatížení se standardně rozdělí na sousední objekty s proměnným průběhem. Pokud však chcete dosáhnout konstantního průběhu zatížení, vyberte příslušnou položku v seznamu. Rozdíl mezi oběma variantami je znázorněn na následujícím obrázku.

Možnosti zadání 'Šířka pásů plochy', 'Faktor vyhlazení' a 'Minimální počet pásů na ploše' jsou k dispozici, pokud je v oddílu 'Možnosti' aktivováno políčko Rozšířená nastavení rozdělení. Úpravy jsou nutné pouze u problematických průběhů zatížení. Účinek těchto parametrů je vysvětlen na příkladu v odborném článku Rozšířená nastavení rozdělení u ploch pro přenos zatížení.

Pro plochu pro přenos zatížení můžete také 'Stanovit plošnou hmotnost', například pro zohlednění vlastní tíhy zasklení.

V oddílu 'Bez účinku na' můžete z přenosu zatížení vyloučit pruty, linie a uzly (například ztužidla). Stanovte objekty jednotlivě nebo vyberte vzorový objekt, který je rovnoběžný s pruty nebo liniemi bez zatížení.

Jakmile jsou definovány hraniční linie plochy, uvedou se v oddílu 'Zatížené objekty' zatížené pruty, linie a uzly. Pokud si přejete specifický průběh zatížení, zaškrtněte v záložce 'Základní' políčko Faktor průběhu zatížení. Poté můžete individuálně stanovit součinitele pro objekty přenášející zatížení v záložce Faktory průběhu zatížení.

Při přenosu zatížení přes pásy plochy můžete zohlednit 'Excentricitu prutu' nebo 'Průběh průřezu', aby se správně zohlednila geometrická poloha prutu nebo jeho průběh (viz kapitola Průřez). Políčko 'Zanedbat momentovou rovnováhu' není ve výchozím nastavení aktivováno. Moment z plošných zatížení se tak vztahuje k těžišti a porovnává se s momentem ze zatížení na prut k těžišti. Pro uzlové zatížení je však tato možnost bezvýznamná. Následující obrázek ukazuje, jak se volné liniové zatížení rozdělí na protilehlé pruty se zohledněním a bez zohlednění momentové rovnováhy.

Výsledková plocha

Tento typ tuhosti umožňuje převést napětí a síly z jiných objektů pomocí integrační metody na vnitřní síly plochy. Lze tak například u tělesa stanovit membránová a ohybová napětí, která se mají posuzovat s různými dílčími součiniteli spolehlivosti.

Další kritéria pro integraci výsledků můžete stanovit v záložce Výsledková plocha.

V oddílu 'Integrovat napětí a síly' vyberte, zda se mají výsledky zaznamenávat čistě podle objektů nebo také geometricky v rámci určité oblasti. V oddílu 'Zahrnout objekty' stanovte příslušné plochy a tělesa. Případně vyberte 'Všechny' objekty a poté v oddílu 'Vyjmout z inkluzivních objektů' vylučte určité prvky.

Pokud se mají integrovat výsledky určité oblasti "pod" a "nad" plochou, můžete definovat příslušné vzdálenosti v oddílu 'Parametry'. Vztahují se k lokální ose z kolmé na rovinu plochy.

Typ geometrie

Typ geometrie popisuje formální koncept plochy. V seznamu lze vybrat různé typy.

Rovinná

U rovinné plochy leží všechny hraniční linie v jedné rovině. Pomocí tlačítka seznamu jsou k dispozici různé tvary rovinných ploch.

Plochu můžete definovat graficky (po potvrzení dialogu tlačítkem OK) nakreslením obdélníku, kruhu atd. Pokud zvolíte její 'Hraniční linie', program RFEM plochu automaticky rozpozná, jakmile je stanoven dostatečný počet hraničních linií.

Quadrangle

Tento typ plochy popisuje ve své základní formě obecnou čtyřstrannou plochu. Jako hraniční linie lze použít přímé linie, oblouky, polylinie a spline křivky. Lze tak modelovat zakřivené plochy.

V dialogu 'Nová plocha' stanovte hraniční linie plochy Quadrangle. Pokud uzavřenou plochu nelze vytvořit čtyřmi liniemi, je přípustný i více než čtyři linie. V záložce 'Quadrangle' pak zadejte čtyři rohové uzly. Ty řídí, jak bude zakřivená plocha vyklenuta.

NURBS

Plochy NURBS jsou tvořeny čtyřmi uzavřenými NURBS liniemi (viz kapitola Linie). Lze tak modelovat téměř libovolné plochy volného tvaru.

V dialogu 'Nová plocha' stanovte hraniční linie plochy NURBS. Protilehlé páry NURBS linií musí mít stejný počet kontrolních bodů, aby bylo řazení těchto NURBS linií "kompatibilní". V záložce 'NURBS' pak můžete ovlivňovat tvar plochy pomocí 'Váhy kontrolních bodů'. Souřadnice vybraného kontrolního bodu se zobrazí v oddílu 'Souřadnice - Kontrolní bod'.

Oříznutá

Když plochy pronikají, můžete rychle vytvořit průsečík: Vyberte plochy a poté vyvolejte kontextové menu. K výběru jsou různé možnosti.

Pomocí možnosti 'Vytvořit průsečík' se vygeneruje pouze linie průniku. Pokud vyberete jednu z možností 'Rozdělit pomocí průsečíku', program RFEM vytvoří dílčí plochy a přiřadí jim typ 'Oříznutá'. Poté můžete mazat komponenty, pokud chcete odstranit například přesahující plochy.

Rotační

Rotační plocha vznikne otočením existující linie kolem osy. Program RFEM vytvoří plochu z počátečního a koncového uzlu a z otočených definičních bodů linie. Přitom se vygenerují nové linie.

V záložce 'Rotace' stanovte hraniční linii plochy, která se má otáčet. Zadejte úhel rotace α. Body rotační osy můžete určit pomocí souřadnic nebo graficky tlačítkem .

Trubka

Plocha trubky vznikne otočením střednice trubky o poloměru kolem této osy. Vygenerují se nové linie: dva kruhy a jedna polylinie rovnoběžná s osou trubky.

V záložce 'Trubka' stanovte poloměr trubky. Tato hodnota popisuje vzdálenost od osy trubky ke středu plochy. Zadejte číslo střednice nebo vyberte osu trubky graficky tlačítkem .

Pokud je trubkový průřez kónický, aktivujte políčko 'Rozdílný poloměr na konci' a zadejte příslušnou hodnotu.

Spline s minimální křivostí

Tímto geometrickým typem můžete vytvořit zakřivenou plochu pomocí řídicích uzlů, které leží na ploše nebo i mimo ni. Lze tak modelovat například povrchy terénu.

Stanovte 'Souřadnicový systém' referenční roviny a zadejte 'Souřadnice vzorků v souřadnicovém systému'. Tyto body reprezentují řídicí uzly plochy spline. Poté stanovte 'Hraniční linie referenční roviny' nebo vyberte linie graficky tlačítkem .

Tloušťka s materiálem

Vyberte v seznamu existujících tloušťek vhodný typ nebo definujte novou tloušťku (viz kapitola Tloušťky).

Materiál tloušťky

Materiál tloušťky stanovené v oddílu výše je přednastaven. V případě potřeby můžete v seznamu již vytvořených materiálů vybrat jiný materiál nebo definovat nový (viz kapitola Materiály). Tento materiál se pak přiřadí typu tloušťky.

Klouby

Kloubem lze řídit přenos vnitřních sil podél linie plochy (viz kapitola Liniové klouby. Po zaškrtnutí políčka můžete typ kloubu stanovit v záložce 'Klouby'.

Podpory

Pokud je plocha pružně podložená, můžete v záložce 'Podpora' vybrat plošnou podporu nebo definovat novou (viz kapitola Plošné podpory).

Uvolnění

Pro oddělení modelu v ploše můžete v záložce 'Uvolnění' vybrat plošné uvolnění nebo definovat nové (viz kapitola Plošná uvolnění).

Excentricita

Pomocí excentricity lze modelovat výškové odsazení celé plochy (viz kapitola Excentricity ploch). Typ odsazení můžete stanovit v záložce 'Excentricita'.

Faktor průběhu zatížení

Pro plochu typu Přenos zatížení je možnost stanovit faktory průběhu zatížení pro objekty přenášející zatížení. Pokud zaškrtnete políčko, můžete tyto faktory individuálně přiřadit v nové záložce.

Zatížené objekty plochy pro přenos zatížení jsou přednastaveny v jednom řádku. Každému objektu je přiřazen faktor 1,00, takže všechny objekty přispívají k přenosu zatížení rovnoměrně. Pokud požadujete specifické rozdělení, klikněte do dalšího volného řádku a vyberte linii nebo prut. Poté přiřaďte vhodný 'Faktor rozdělení'.

Zahuštění sítě

Velikost ok sítě KP lze přizpůsobit geometrii plochy (viz kapitola Zahuštění sítě ploch). Tím je nezávislá na obecném nastavení sítě. V záložce 'Zahuštění sítě' můžete vybrat zahuštění sítě ploch nebo definovat nové.

Specifické osy

Každá plocha má lokální souřadnicový systém. Zpravidla je rovnoběžný s globálními osami. Souřadnicový systém lze však také - odděleně pro vstup a výstup - definovat uživatelsky.

Vstupní osy

Orientace vstupních os je důležitá například pro vlastnosti ortotropie a podloží nebo působení plošného zatížení.

Seznam v oddílu 'Kategorie' nabízí různé možnosti přizpůsobení polohy os:

• Natočení úhlu: Otočení os xy plochy kolem osy z o úhel α
• Osa rovnoběžná s linií: Orientace osy x nebo y podle linie
• Osa směřující k bodu: Orientace osy x nebo y k průsečíku linie s plochou
• Osa rovnoběžná se souřadnicovým systémem: Orientace os podle uživatelského souřadnicového systému

Vztažné objekty můžete určit graficky tlačítkem .

Políčko 'Obrátit lokální osu z' umožňuje opačnou orientaci os z a y.

Výsledkové osy

V současné době je orientace výsledkových os možná pouze 'Stejné jako vstupní osy'.

Rastr pro výsledky

Každá plocha je pokryta rastrem, který se používá pro výstup výsledků v tabulkách. Umožňuje výstup nezávislý na síti KP v pravidelných, přizpůsobitelných bodech rastru.

Jako standardní je přednastaven kartézský rastr plochy s rovnoměrnou vzdáleností bodů rastru 0,5 m v obou směrech. V případě potřeby zde můžete přizpůsobit 'Vzdálenosti rastru' ve směru x (b) a ve směru y (h), provést 'Otočení rastru' nebo změnit 'Počátek rastru'. Pro kruhové plochy nabízí typ rastru 'Polární' alternativu pro numerický výsledkový výstup.

Pokud je v oddílu 'Možnosti' zaškrtnuto políčko 'Automaticky přizpůsobit', body rastru se při změně plochy přizpůsobí nové geometrii.

V oddílu 'Body' můžete zkontrolovat souřadnice vygenerovaných bodů rastru. Změny v tabulce nejsou možné.

Integrované objekty

Program RFEM zpravidla automaticky rozpozná všechny objekty, které leží v ploše, ale nebyly použity pro definici plochy.

Čísla uzlů, linií a otvorů patřících k ploše jsou uvedena v oddílu 'Integrované objekty v ploše'.

Pokud objekt nebyl rozpoznán, měli byste jej integrovat ručně: Deaktivujte Automatické rozpoznání objektů. Vstupní pole v oddílu 'Integrované objekty v ploše' jsou nyní přístupná. Doplňte chybějící číslo objektu nebo použijte tlačítko pro grafické určení objektu.

Aktivovat přenos zatížení

Políčko umožňuje rozdělit zatížení plochy - nezávisle na jejím typu tuhosti - pomocí plochy pro přenos zatížení. Plocha tak působí svou tuhostí v modelu. Rozdělení zatížení na sousední objekty se naopak řídí parametry, které můžete stanovit v záložce Přenos zatížení. Tato funkce je relevantní především pro plochy typu tloušťky Nosníkový panel.

Deaktivovat pro výpočet

Políčko nabízí možnost plochu při výpočtu nezohlednit, například pro simulaci fází výstavby nebo pro prozkoumání varianty modelování. Tuhost, okrajové podmínky a zatížení plochy se v tomto případě neuplatní.

Informace | Analytické

Tento oddíl se zobrazí, jakmile stanovíte hraniční linie plochy. Poskytuje přehled důležitých vlastností plochy, jako je plošný obsah, objem a hmota a také poloha těžiště plochy a orientace plochy. Otvory jsou odpovídajícím způsobem zohledněny.