Průhyb a návrhové podpory

Záložka Návrhová podpora a průhyb je k dispozici v dialogu pro úpravu prutu nebo sady prutů, pokud jsou aktivovány vlastnosti posouzení objektu (viz obrázek Aktivace vlastností posouzení prutu). 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

Výchozí nastavení pro posouzení průhybu ploch můžete provést v záložce Průhyb dialogu pro úpravu plochy.

Pruty

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

Návrhová podpora

Jak již bylo zmíněno, návrhové podpory jsou nutné pro posouzení "Tlak kolmo k vláknům" v podpoře. Specifické parametry pro toto posouzení můžete nastavit v záložce Tlak kolmo k vláknům. Návrhové podpory dále umožňují segmentovat pruty a sady prutů pro posouzení průhybu.

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

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

Pomocí dvou možností Aktivní můžete určit, pro které směry (osa z a/nebo osa y) existuje návrhová podpora. Pokud je prut např. otočen o 90°, můžete deaktivovat 'Podporu v ose z/z' a místo toho ji 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 odpadá nutnost zadávat geometrii a polohu podpory; podpora slouží výhradně k segmentaci pro analýzu deformací. Alternativně můžete také vybrat typ návrhové podpory 'Obecná', u kterého se tlak v podpoře neposuzuje.

Délka podpory je vždy vztažena ke skutečnému nosníku. Je zobrazena – vycházejíc ze statického systému resp. z uzlu – v dialogové grafice polovičně v kladném směru x prutu a polovičně 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 posouzení "Tlak kolmo k vláknům" provádí pouze v případě tlakových sil.

Působí-li návrhová podpora na vnitřní podpoře, zaškrtněte políčko Vnitřní podpora. V závislosti na návrhové normě tato volba ovlivní stanovení efektivní plochy podpory.

Pomocí možnosti Redukce smykové síly se posouzení smykové síly v podpoře provádí s rozhodující smykovou silou. Smyková síla se přitom při posouzení uvažuje v určité vzdálenosti od okraje podpory. Tato vzdálenost závisí na návrhové normě. To předpokládá, že síla působí na protější straně podepření, tedy zpravidla na horní straně nosníku.

Jsou-li příčná tlaková napětí příliš velká, lze je přenést pomocí výztužných prvků se šrouby (pouze pro EN 1995-1-1 a přímé uložení). Za tímto účelem zaškrtněte políčko Výztužné prvky. V záložce Výztužné prvky pak můžete definovat vlastnosti celozávitových šroubů.

Pomocí zaškrtávacího políčka Aktivní pro posouzení požární odolnosti můžete určit, zda se má posouzení tlaku v podpoře 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 záložky Návrhová podpora a průhyb jsou uvedeny segmenty, které vzniknou přiřazením 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 se referenční délka zakřiveného prutu liší od délky segmentu), zaškrtněte políčko 'Uživatelsky zadané délky'. Hodnoty pak lze upravovat. Tyto uživatelsky zadané délky se však automaticky nepřizpůsobí, pokud délku prutu dodatečně změníte 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 použije při posouzení pro každý segment podle uspořádání návrhových podpor: Segment s návrhovými podporami na obou stranách nebo bez návrhových podpor se považuje za typ segmentu Nosník, segment s návrhovou podporou na jedné straně za 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, výsledný průhyb a lokální pomocné osy y' a z'. Segmenty níže se odpovídajícím způsobem přizpůsobí.

Nastavení směru posouzení

Reference posunu

Možnostmi v seznamu 'Reference posunu' můžete ovlivnit posuzované hodnoty průhybu pro posouzení:

• Nedeformovaný systém: Lokální deformace u_y a u_z se převezmou přímo z výsledků.
• Deformované konce segmentů: Hodnoty průhybu se pro posouzení sníží o hodnoty deformací počátečního resp. koncového uzlu, takže se kontrolují pouze lokální průhyby.

Nadvýšení

Při posouzení můžete pro každý segment zohlednit nadvýšení a tím snížit hodnotu průhybu. Nadvýšení se u segmentů nosníku použije jako jednoduchý tvar, 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 se provede přepočet složek nadvýšení do výsledného směru.

Příklad: Na následujícím obrázku nebyla na vnitřním uzlu č. 50 definována žádná návrhová podpora. Program tedy 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, jsou rozpoznány dva segmenty. Referenční délka se odpovídajícím způsobem přizpůsobí.

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

Pokud nemá být segment kontrolován na deformaci, můžete jej deaktivovat pomocí zaškrtávacího políčka:

Deaktivace segmentů pro analýzu deformací

Výztužné prvky

Tato záložka je k dispozici při posouzení podle EN 1995-1-1, pokud jste v záložce 'Základní' zaškrtli možnost Výztužné prvky. Zde můžete definovat celozávitové šrouby, které se při posouzení "Tlak kolmo k vláknům" zohlední jako výztužné prvky pro příčný tlak.

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 části 'Geometrie v ose z/y' určete počet šroubů a jejich uspořádání.

Šrouby se posuzují na vtlačení a vzpěr. Kromě toho se provádí posouzení únosnosti v příčném tlaku v rovině hrotu šroubu. Úhel roznášení zatížení 'Rozdělení zatížení' lze zohlednit lineárně pod úhlem 45° nebo – jak je popsáno v [1] – nelineárně (viz také dialogovou grafiku).

Plochy

Při posouzení ploch v mezním stavu únosnosti se zkoumají složky napětí. Posouzení jsou založena na vlastnostech materiálu a tloušťce plochy. Pro posouzení použitelnosti jsou naproti tomu nutné údaje specifické pro plochu. Ty můžete zadat v záložce Průhyb dialogu 'Upravit plochu'.

Dialog „Upravit plochu“, karta „Průhyb“

Typ plochy

Pomocí typu plochy určete, která mezní hodnota průhybu se použije pro posouzení. V seznamu jsou k dispozici dvě možnosti:

• Dvoustranně podepřená
• Konzolový nosník

Mezní hodnoty jsou uloženy v dialogu Konfigurace mezního stavu použitelnosti pro různé návrhové situace ploch s jedno- nebo dvoustranným podepřením.

Reference posunu

Reference posunu určuje, který referenční model se použije pro posouzení deformací. Seznam obsahuje tři možnosti výběru:

• Deformovaná uživatelsky definovaná referenční rovina: Pokud podpory vykazují velmi rozdílné posuny, měli byste zadat nakloněnou referenční rovinu pro posuzovaný posun u_z. Definujte rovinu v části 'Uživatelsky definovaná referenční rovina' pomocí tří bodů nedeformovaného systému. RFEM zjistí deformaci tří definičních bodů, proloží referenční rovinu těmito posunutými body a pro posouzení použije vztaženou maximální deformaci u_z.

Zdeformovaná uživatelsky definovaná referenční rovina pro referenci posunů

• Paralelní plocha v místě minimálně deformovaného uzlu: Tato možnost se doporučuje v případě poddajného podepření plochy. Maximální deformace u_z se vztáhne na referenční rovinu posunutou rovnoběžně s nedeformovaným systémem, kterou RFEM vede uzlem s nejmenší hodnotou posunu 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 se pro posouzení.

Vztažná délka a typ zadání

Mezní hodnota průhybu závisí na vztažné délce L_z. Při volbách typu zadání 'Podle maximální hraniční linie' a 'Podle minimální hraniční linie' (výchozí nastavení) zjistí RFEM délku nejdelší resp. nejkratší hrany z geometrie plochy a nastaví vztažnou délku automaticky. Pokud chcete definovat vztažnou délku, vyberte v seznamu typ zadání 'Ručně' a zadejte hodnotu.

Minimální a maximální hraniční linie plochy

Tlak kolmo k vláknům

Záložka Nastavení pro 'Tlak kolmo k vláknům' je k dispozici v dialogu pro úpravu prutu nebo sady prutů, pokud je u návrhové podpory zadáno Přímé uložení. Zde můžete popsat situaci podepření 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“

Tlaková síla potřebná pro posouzení "Tlak kolmo k vláknům" se zjistí z vnitřních sil prutů připojených k uzlům. Ve statickém modelu se všechny pruty setkávají v uzlu, jak ukazuje následující příklad.

Zjednodušení statického systému

Toto zjednodušení většinou neodpovídá skutečným poměrům: Ne každý prut přenáší svou normálovou nebo smykovou sílu přímo do podpory, ale tlačí na jiný prut, který tuto sílu pak přenáší svými vnitřními silami do podpory. Tím vzniká řada situací podepření.

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

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