Průhyb a návrhové podpory

Záložka Návrhové podpory 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 v rámci posouzení dřevěných konstrukcí

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

Pruty

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

Návrhové podpory

Jak 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 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.

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

Dialog „Nové navržené podporové místo“

Dialog je přizpůsoben normě. Pokud jste prutu nebo sadě prutů přiřadili materiál dřevo, 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) návrhová podpora existuje. Pokud je prut například otočen o 90°, můžete deaktivovat 'Podpora v ose z/z' a místo toho aktivovat podporu 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 posouzení deformace. Alternativně byste mohli vybrat typ návrhové podpory 'Obecná', u které není tlak v podpoře posuzován.

Délka podpory je vždy vztažena ke skutečnému nosníku. V dialogové grafice je – vycházejíc ze statického systému resp. z uzlu – zobrazena polovina v kladném směru osy x prutu a polovina v záporném směru osy x.

Definition der Auflagerlänge bei Bemessungsauflager

Grafická úprava délky prutu pomocí funkce "Koncové úpravy"

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

Pokud návrhová podpora působí jako mezilehlá podpora, zaškrtněte kontrolní pole Vnitřní podpora. V závislosti na návrhové normě tato volba ovlivní stanovení efektivní plochy podpory.

Pomocí možnosti Redukce smykové síly se provádí posouzení smykové síly v podpoře s rozhodující smykovou silou. Smyková síla se přitom zohlední ve stanovené vzdálenosti od okraje podpory. Vzdálenost závisí na návrhové normě. To předpokládá, že síla působí na protilehlé straně podepření, tedy zpravidla na horní straně nosníku.

Pokud jsou příčné tlakové napětí příliš velká, mohou být přenesena pomocí zesílení šrouby (pouze pro EN 1995-1-1 a přímé uložení). Zaškrtněte k tomu účelu kontrolní pole Výztužné prvky. V záložce Výztužné prvky pak můžete definovat vlastnosti šroubů s plným závitem.

Pomocí kontrolního pole 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 Návrhové podpory a průhyb jsou uvedeny segmenty, které vznikají přiřazením návrhových podpor pro příslušné směry posouzení průhybu. Pro každé posuzované místo 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 kontrolní pole 'Uživatelsky definované délky'. Hodnoty pak lze editovat. Tyto uživatelsky definované délky se však automaticky neupraví, 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 při posouzení pro každý segment použije v závislosti na uspořádání návrhových podpor: Segment s návrhovými podporami na obou stranách nebo bez návrhových podpor je považován 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 zkontrolovat. V seznamu jsou k dispozici lokální osy y a z, výsledný průhyb a také lokální pomocné osy y' a z'. Segmenty níže se tomu přizpůsobí.

Nastavení směru posouzení

Referenční rovina posunutí

Pomocí možností v seznamu 'Referenční rovina posunutí' můžete ovlivnit hodnoty průhybu, které se mají zkontrolovat pro posouzení:

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

Nadvýšení

Při posouzení můžete pro každý segment zohlednit nadvýšení a tím snížit hodnotu průhybu. Nadvýšení je u segmentů nosníku aplikováno jako jednovlnný tvar, u segmentů konzolového nosníku jako lineární průběh. Zadejte nadvýšení w_c,z resp. w_c,y jako kladnou hodnotu, pokud působí proti směru lokální osy prutu z resp. y. Pro posouzení výsledného směru se provede přepočet složek nadvýšení do výsledného směru.

Příklad: Na následujícím obrázku nebyla na mezilehlém uzlu č. 50 definována žádná návrhová podpora. Proto 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 mezilehlém uzlu definována návrhová podpora, jsou rozpoznány dva segmenty. Referenční délka se tomu přizpůsobí.

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

Pokud se segment nemá posuzovat na deformaci, můžete jej deaktivovat pomocí kontrolního pole:

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 šrouby s plným závitem, které se při posouzení "Tlak kolmo k vláknům" zohlední jako výztužné prvky pro příčný tlak.

Definovat vlastnosti výztužných prvků

V současnosti 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 Vruty do dřeva. Použijte k tomu příslušnou možnost v seznamu.

Vybrat prvek zesílení

Vyberte již definovaný vrut do dřeva nebo pomocí tlačítka vytvořte nový typ.

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

Šrouby se posuzují na vtlačení a vzpěr. Dodatečně se provádí posouzení únosnosti v příčném tlaku v rovině hrotu šroubu. Úhel roznášení zatížení 'Rozložení zatížení' lze zohlednit lineárně pod 45°, nebo – jak je popsáno v [1] – nelineárně (viz také dialogová grafika).

Plochy

Při posuzování ploch na mezním stavu únosnosti se zkoumají složky napětí. Posouzení se zakládají na vlastnostech materiálu a tloušťkách ploch. Pro posouzení použitelnosti jsou naproti tomu vyžadovány údaje specifické pro plochu. Můžete je provést v záložce Průhyb v dialogu 'Upravit plochu'.

Dialog „Upravit plochu“, karta „Průhyb“

Typ plochy

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

• Dvojitě podepřená
• Konzolový nosník

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

Referenční rovina posunutí

Referenční rovina posunutí určuje, 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 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 vztažnou maximální deformaci u_z.

Zdeformovaná uživatelsky definovaná referenční rovina pro referenci posunů

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

Rovnoběžná plocha procházející minimálně deformovanými uzly pro referenci posunů

• Nedeformovaný systém: Lokální deformace u_z jsou převzaty přímo z výsledků a použity pro posouzení.

Vztažná délka a typ zadání

Mezní hodnota průhybu závisí na vztažné délce L_z. U možností typu zadání 'Podle maximální hraniční linie' a 'Podle minimální hraniční linie' (výchozí nastavení) RFEM zjistí délku nejdelšího resp. nejkratšího okraje z geometrie plochy a vztažnou délku nastaví automaticky. Pokud chcete vztažnou délku definovat sami, vyberte v seznamu typ zadání 'Manuálně' a zadejte hodnotu.

Minimální a maximální hraniční linie plochy

Tlak kolmo k vláknům

Záložka Nastavení pro 'Tlak kolmo k vláknům' je k dispozici v editačním dialogu prutu nebo sady prutů, pokud je u návrhové podpory přítomno 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 zjišťuje z vnitřních sil prutů připojených k uzlům. Ve statickém modelu se všechny pruty setkávají v jednom uzlu, jak ukazuje následující příklad.

Zjednodušení statického systému

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

Pomocí kontrolních polí můžete určit, které pruty způsobují příčné tlakové síly, a tak situaci podepření jasně definovat.