Průhyb a návrhové podpory

Karta Návrhová podpora a průhyb je k dispozici v editačním dialogu prutu nebo sady prutů, pokud jsou aktivovány vlastnosti posouzení objektu (viz obrázek Vlastnosti posouzení prutu aktivovat). Návrhové podpory mají v zásadě dvě funkce:

1. Definice okrajových podmínek pro posouzení "Tlak kolmo k vláknům"
2. Segmentace prutu nebo sady prutů pro posouzení průhybu dřevěných konstrukcí

Nastavení pro posouzení průhybu ploch můžete provést na kartě Průhyb v editačním dialogu plochy.

Pruty

Dialog „Upravit prut“, karta „Dimenzovací podporu a průhyb“

Návrhová podpora

Jak bylo zmíněno, návrhové podpory jsou nezbytné pro posouzení "Tlak kolmo k vláknům" v podpoře. Specifické parametry pro toto posouzení můžete zadat na kartě Tlak kolmo k vláknům. Návrhové podpory dále nabízejí možnost segmentovat pruty a sady prutů pro posouzení průhybu.

Návrhové podpory můžete přiřadit nejen začátku a konci prutu, ale také vnitřním uzlům. V tabulce jsou proto automaticky přednastaveny uzly typu 'Uzel na linii/prutu' a také standardní uzly mezi pruty sady prutů.

Vyberte ze seznamu návrhovou podporu nebo vytvořte nový typ pomocí tlačítka (viz obrázek Nová návrhová podpora). Pomocí tlačítka můžete vybraný typ upravit, tlačítkem vybrat již přiřazenou návrhovou podporu v modelu.

Dialog „Nové navržené podporové místo“

Dialog je přizpůsoben normě. Pokud jste prutu nebo sadě prutů přiřadili dřevěný materiál, je přednastaven typ Dřevo. V opačném případě vyberte tuto možnost ze seznamu.

Pomocí obou možností Aktivní můžete řídit, pro které směry (osa z a/nebo osa y) návrhová podpora existuje. Pokud je prut například otočen o 90°, můžete 'Podporu v ose z/z' deaktivovat a místo toho aktivovat pro osu y.

Pokud se nemá provádět posouzení "Tlak kolmo k vláknům", ale návrhová podpora má sloužit k segmentaci prutu nebo sady prutů pro posouzení průhybu, deaktivujte možnost Přímé uložení: Tím nejsou nutné žádné údaje o geometrii a poloze podpory; podpora slouží pouze k segmentaci pro posouzení deformace. Alternativně byste také mohli vybrat typ návrhové podpory 'Obecný', u kterého se tlak v uložení neposuzuje.

Délka uložení se vždy vztahuje ke skutečnému nosníku. Zobrazuje se – vycházejíc ze statického systému resp. z uzlu – v dialogové grafice z poloviny v kladném směru x prutu a z poloviny v záporném směru x.

Definition der Auflagerlänge bei Bemessungsauflager

Grafická úprava délky prutu pomocí funkce "Koncové úpravy"

Pomocí možnosti Podpora od okraje program automaticky rozpozná, zda návrhová podpora přenáší tlakové nebo tahové síly. Podle toho se provede posouzení "Tlak kolmo k vláknům" pouze v případě tlakových sil.

Pokud návrhová podpora působí na vnitřní podpoře, zaškrtněte políčko Vnitřní podpora. V závislosti na návrhové normě tato specifikace vstupuje do stanovení účinné plochy uložení.

Pomocí možnosti Redukce smykové síly se provádí posouzení smyku v uložení s rozhodující posouvající silou. Při tom je posouvající síla v určité vzdálenosti od okraje podpory zohledněna v posouzení. Vzdálenost závisí na návrhové normě. To předpokládá, že síla působí na protilehlé straně uložení, tedy zpravidla na horní straně nosníku.

Pokud jsou příčná tlaková napětí příliš velká, mohou být přenesena vyztužením pomocí šroubů (pouze pro EN 1995-1-1 a přímé uložení). Za tímto účelem zaškrtněte políčko Výztužné prvky. Na kartě Výztužné prvky pak můžete definovat vlastnosti šroubů s plným závitem.

Pomocí zaškrtávacího políčka Aktivní pro posouzení požární odolnosti můžete řídit, zda se má posouzení tlaku v uložení provést i pro případ požáru.

Pokud se návrhová podpora nemá zohlednit pro segmentaci, deaktivujte možnost Aktivní pro posouzení průhybu.

Posouzení průhybu

Segmenty a vztažné délky

V pravé části dialogu karty Návrhová podpora a průhyb jsou uvedeny segmenty, které vyplývají z přiřazení návrhových podpor pro příslušné směry posouzení průhybu. Pro každé místo posouzení v segmentu se zobrazená délka L_c použije jako vztažná délka pro stanovení mezní hodnoty.

Pokud chcete automaticky stanovené vztažné délky změnit (například proto, že referenční délka zakřiveného prutu se liší od délky segmentu), zaškrtněte políčko 'Uživatelsky definované délky'. Hodnoty jsou pak editovatelné. Tyto uživatelsky definované délky se však automaticky nepřizpůsobí, pokud dodatečně změníte délku prutu v modelu.

Mezní hodnoty pro nosníky a konzolové nosníky

Mezní hodnoty průhybu pro oboustranně podepřené nosníky a konzolové nosníky jsou spravovány v konfiguracích mezního stavu použitelnosti. Příslušná mezní hodnota se v závislosti na uspořádání návrhových podpor při posouzení použije pro každý segment: Segment s návrhovými podporami na obou stranách nebo bez návrhových podpor se považuje za typ segmentu Nosník, segment s návrhovou podporou na jedné straně jako Konzolový nosník.

Směr posouzení

Pomocí 'Směru posouzení' určete, které výsledné hodnoty průhybu se mají kontrolovat. V seznamu jsou k dispozici lokální osy y a z, výsledná průhybová hodnota a také lokální pomocné osy y' a z'. Segmenty níže se příslušně přizpůsobí.

Nastavení směru posouzení

Vztažná rovina posunu

Pomocí možností seznamu 'Vztažná rovina posunu' můžete ovlivnit kontrolované hodnoty průhybu pro posouzení:

• Nedeformovaný systém: Hodnoty lokální deformace u_y a u_z se převezmou přímo z výsledků.
• Deformované konce segmentů: Hodnoty průhybu se pro posouzení zredukují o deformační hodnoty počátečních resp. koncových uzlů, takže se kontrolují pouze lokální průhyby.

Nadvýšení

Při posouzení můžete pro každý segment zohlednit nadvýšení a tím redukovat hodnotu průhybu. Nadvýšení se u segmentů nosníku použije jako tvar s jednou vlnou, u segmentů konzolového nosníku jako lineární průběh. Zadejte nadvýšení w_c,z resp. w_c,y jako kladnou hodnotu, pokud působí proti lokální ose prutu z resp. y. Pro posouzení výsledného směru proběhne přepočet podílů nadvýšení do výsledného směru.

Příklad: Na následujícím obrázku nebyla na vnitřním uzlu č. 50 definována žádná návrhová podpora. V důsledku toho program rozpozná pouze jeden segment a referenční délka odpovídá délce prutu.

Definice segmentů pro analýzu deformací | Bez návrhové podpory na vnitřním uzlu

Pokud je na vnitřním uzlu definována návrhová podpora, rozpoznají se dva segmenty. Referenční délka se příslušně přizpůsobí.

Definice segmentů pro analýzu deformací | S podporou posouzení na vnitřním uzlu

Pokud se segment nemá posuzovat na deformaci, můžete jej deaktivovat pomocí zaškrtávacího políčka:

Deaktivace segmentů pro analýzu deformací

Výztužné prvky

Tato karta je k dispozici při posouzení podle EN 1995-1-1, pokud jste na kartě 'Základní' zaškrtli možnost Výztužné prvky. Zde můžete definovat šrouby s plným závitem, které se při posouzení "Tlak kolmo k vláknům" zohlední jako prvky příčného vyztužení.

Definovat vlastnosti výztužných prvků

V současné době jsou možné pouze výztužné prvky typu 'Šrouby'. Stanovte pevnosti a délky šroubů podle specifikace výrobce. Můžete také použít vlastnosti výztužných prvků, které jste definovali jako dřevěné šrouby. K tomu použijte příslušnou možnost v seznamu.

Vybrat prvek zesílení

Vyberte již definovaný dřevěný šroub nebo vytvořte nový typ pomocí tlačítka .

V oddílu 'Geometrie v ose z/y' stanovte počet šroubů a jejich uspořádání.

Šrouby se posuzují na vtlačení a vzpěr. Kromě toho se provádí posouzení únosnosti v tlaku kolmo k vláknům v rovině špičky šroubu. Úhel roznášení zatížení 'Rozdělení zatížení' lze zohlednit lineárně pod 45° nebo – jak popsáno v [1] – nelineárně (viz také dialogová grafika).

Plochy

Při posuzování ploch v mezním stavu únosnosti se zkoumají složky napětí. Posouzení vycházejí z vlastností materiálu a tloušťky plochy. Pro posouzení použitelnosti jsou naproti tomu nutné údaje specifické pro plochu. Ty můžete provést na kartě Průhyb dialogu 'Upravit plochu'.

Dialog „Upravit plochu“, karta „Průhyb“

Typ plochy

Pomocí typu plochy určete, které mezní hodnoty průhybu se použijí při posouzení. V seznamu jsou k dispozici dvě možnosti:

• Oboustranně podepřená
• Konzola

Mezní hodnoty jsou uloženy v dialogu Konfigurace mezního stavu použitelnosti pro různé návrhové situace ploch s jednostranným nebo oboustranným uložením.

Vztažná rovina posunu

Vztažná rovina posunu řídí, který referenční model slouží pro posouzení deformací. Seznam obsahuje tři možnosti výběru:

• Deformovaná uživatelsky definovaná referenční rovina: Pokud podpory vykazují velmi rozdílná posunutí, měli byste zadat nakloněnou referenční rovinu pro posuzované posunutí u_z. Definujte rovinu v oddílu 'Uživatelsky definovaná referenční rovina' pomocí tří bodů nedeformovaného systému. RFEM stanoví deformaci tří definičních bodů, položí referenční rovinu těmito posunutými body a použije pro posouzení vztažnou maximální deformaci u_z.

Zdeformovaná uživatelsky definovaná referenční rovina pro referenci posunů

• Rovnoběžná plocha v místě minimálně deformovaného uzlu: Tato možnost se doporučuje při poddajném uložení plochy. Maximální deformace u_z se vztahuje k referenční rovině posunuté rovnoběžně s nedeformovaným systémem, kterou RFEM pokládá uzlem s nejmenší hodnotou posunutí u_z,min.

Rovnoběžná plocha procházející minimálně deformovanými uzly pro referenci posunů

• Nedeformovaný systém: Lokální deformace u_z se převezmou přímo z výsledků a použijí pro posouzení.

Vztažná délka a typ definice

Mezní hodnota průhybu závisí na vztažné délce L_z. U možností typu definice 'Podle maximální ohraničující linie' a 'Podle minimální ohraničující linie' (přednastavení) RFEM stanoví délku nejdelšího resp. nejkratšího okraje z geometrie plochy a nastaví vztažnou délku automaticky. Pokud chcete vztažnou délku definovat sami, vyberte v seznamu typ definice 'Ručně' a zadejte hodnotu.

Minimální a maximální hraniční linie plochy

Pružné uložení

Referenční model vychází z předpokladu, že okraje plochy vykazují pevné uložení. Pokud je plocha nebo sada ploch pružně podepřena prutovým prvkem, posouzení deformace nemůže proběhnout pomocí výše popsané možnosti vztažné roviny posunu. V tomto případě se doporučuje následující postup:

1. Vytvořte podél rozhodující deformace linii.
2. Přiřaďte linii prut typu Výsledkový prut.
3. U vlastností prutu definujte malou integrační šířku, například 1 cm. Tím se lokální plošné deformace u_z integrují jako výsledky na prutu.
4. Výsledkovému prutu přiřaďte konfiguraci mezního stavu použitelnosti pro pruty s vhodnými návrhovými parametry. Deaktivujte posouzení na únosnost tím, že při přiřazení konfigurace únosnosti vyberete v seznamu možnost --.

Průhyb plochy se tak zkoumá formou prutového posouzení.

Analýza deformací stropu pomocí sady prutů (dva výsledkové pruty s návrhovou podporou na vnitřním uzlu)

Tlak kolmo k vláknům

Karta Nastavení pro 'Tlak kolmo k vláknům' je k dispozici v editačním dialogu prutu nebo sady prutů, pokud u návrhové podpory existuje Přímé uložení. Zde můžete popsat situaci uložení prostorového systému pro uzly prutu nebo sady prutů, které jsou v modelu realizovány bez uzlové podpory – například pruty s (nepřímým) uložením na jiném prutu.

Nastavení pro „Tlak kolmo na vlákna“

Síla v tlaku potřebná pro posouzení "Tlak kolmo k vláknům" se stanoví z vnitřních sil prutů připojených k uzlu. Ve statickém modelu se všechny pruty setkávají v jednom uzlu, jak ukazuje následující příklad.

Zjednodušení statického systému

Toto zjednodušení většinou neodpovídá skutečným poměrům: Ne každý prut přenáší svou normálovou nebo posouvající sílu přímo do podpory, nýbrž tlačí na jiný prut, který pak tuto sílu přenáší svými vnitřními silami do podpory. Vzniká tak množství situací uložení.

Pomocí zaškrtávacích políček můžete řídit, které pruty způsobují příčné tlakové síly, a tak situaci uložení jasně definovat. To je popsáno na příkladu v odborném příspěvku:

• Návrhová podpora pro posouzení dřevěných konstrukcí – Použitelnost, tlak kolmo k vláknům a redukce smykové síly