Průhyb a návrhové podpory

Záložka Návrhová podpora a průhyb je k dispozici v editačním dialogu prutu nebo sady prutů, pokud jsou aktivovány posudkové vlastnosti objektu (viz obrázek Aktivace posudkových vlastností 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 u posouzení dřeva

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

Pruty

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

Návrhová podpora

Jak bylo zmíněno, jsou návrhové podpory nezbytné 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 i vnitřním uzlům. V tabulce jsou proto automaticky přednastaveny uzly typu 'Uzel na linii/prutu' a standardní uzly mezi pruty sady prutů.

V seznamu vyberte 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 typ Dřevo přednastaven. V opačném případě vyberte tuto možnost ze seznamu.

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

Pokud nemá být provedeno 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 můžete také vybrat typ návrhové podpory 'Obecný', u které se tlak v podpoře neposuzuje.

Délka uložení je vždy vztažena ke skutečnému nosníku. Je zobrazena – počínaje od statického systému resp. od uzlu – v dialogové grafice z poloviny v kladném směru osy x prutu a z poloviny v záporném směru osy 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 dostává tlakové nebo tahové síly. Podle toho se posouzení "Tlak kolmo k vláknům" provede pouze v případě tlakových sil.

Pokud návrhová podpora působí na vnitřní podpoře, zaškrtněte kontrolní pole Vnitřní podpora. V závislosti na posudkové normě tato specifikace vstupuje do stanovení účinné plochy podpory.

Pomocí možnosti Redukce smykové síly se provádí posouzení smykové síly v podpoře s rozhodující posouvající silou. Přitom se při posouzení zohlední posouvající síla v určité vzdálenosti od okraje podpory. Vzdálenost závisí na posudkové 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 vrutů (pouze pro EN 1995-1-1 a přímé uložení). Za tímto účelem zaškrtněte kontrolní pole Výztužné prvky. V záložce Výztužné prvky pak můžete definovat vlastnosti vrutů s plným závitem.

Pomocí kontrolního pole Aktivní pro posouzení požární odolnosti můžete určit, zda se má provádět posouzení tlaku v podpoře i pro případ požáru.

Pokud nemá být návrhová podpora zohledněna pro segmentaci, deaktivujte možnost Aktivní pro posouzení průhybu.

Posouzení průhybu

Segmenty a referenční délky

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

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

Mezní hodnoty pro nosníky a konzoly

Mezní hodnoty průhybu pro oboustranně podepřené nosníky a konzoly jsou spravovány v Konfiguracích mezního stavu použitelnosti. Příslušná mezní hodnota se použije při posouzení pro každý segment 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 Konzolu.

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 také lokální pomocné osy y' a z'. Segmenty níže se odpovídajícím způsobem přizpůsobí.

Nastavení směru posouzení

Referenční posun

Pomocí možností v seznamu 'Referenční posun' můžete ovlivnit kontrolované hodnoty průhybu pro posouzení:

• Nedeformovaný systém: Lokální hodnoty deformace u_y a u_z jsou převzaty přímo z výsledků.
• Deformované konce segmentů: Hodnoty průhybu jsou pro posouzení redukovány 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 se u segmentů nosníku uvažuje jako tvar s jednou vlnou, u segmentů konzoly 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 podílů nadvýšení do výsledného směru.

Příklad: Na následujícím obrázku nebyla definována žádná návrhová podpora na vnitřním uzlu č. 50. 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 se na vnitřním uzlu definuje návrhová podpora, rozpoznají se dva segmenty. Referenční délka se odpovídajícím způsobem 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 vruty s plným závitem, které se při posouzení "Tlak kolmo k vláknům" zohledňují jako výztužné prvky pro příčný tlak.

Definovat vlastnosti výztužných prvků

V současné době jsou možné pouze výztužné prvky typu 'Vruty'. Definujte pevnosti a délky vrutů podle specifikace výrobce. Můžete také použít vlastnosti výztužných prvků, které jste definovali jako Vruty do dřeva. K tomu použijte odpovídající možnost v seznamu.

Vybrat prvek zesílení

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

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

Vruty se posuzují na vtlačení a vzpěr. Dále se provádí posouzení únosnosti v příčném tlaku v rovině špičky vrutu. Úhel roznášení 'Rozložení zatížení' může být uvažován lineárně pod 45° nebo – jak je popsáno v [1] – nelineárně (viz také dialogová grafika).

Plochy

Při posouzení ploch v mezním stavu únosnosti se posuzují složky napětí. Posouzení jsou založena na materiálových vlastnostech a tloušťkách ploch. Pro posouzení použitelnosti jsou naproti tomu nutné údaje specifické pro plochu. Ty můžete provést v záložce Průhyb 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
• Konzola

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

Referenční posun

Referenční posun určuje, který referenční model slouží 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 určí deformaci tří definičních bodů, proloží referenční rovinu těmito posunutými body a použije vztaženou maximální deformaci u_z pro posouzení.

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 se vztahuje k referenční rovině posunuté paralelně k nedeformovanému systému, kterou RFEM proloží 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.

Referenční délka a typ definice

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

Minimální a maximální hraniční linie plochy

Poddajné uložení

Referenční model je založen na předpokladu, že okraje plochy mají pevné uložení. Pokud je plocha nebo sada ploch elasticky podepřena prutovým prvkem, posouzení deformace nemůže proběhnout pomocí výše popsané možnosti referenční roviny posunu. V tomto případě se doporučuje následující postup:

1. Vytvořte podél relevantní deformace linii.
2. Přiřaďte linii prut typu Výsledkový prut.
3. U vlastností prutu definujte malou integrační šířku, například 1 cm. Tím se lokální deformace plochy u_z integrují jako prutové výsledky.
4. Přiřaďte výsledkovému prutu Konfiguraci mezního stavu použitelnosti pro Pruty s vhodnými posudkovými parametry. Posouzení únosnosti deaktivujte tak, že při přiřazení Konfigurace mezního stavu únosnosti vyberete v seznamu možnost --.

Průhyb plochy se tím posoudí formou posudku prutu.

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 Přímé uložení. Zde můžete popsat situaci podepření prostorového systému pro uzly prutu nebo sady prutů, které nejsou v modelu realizovány uzlovou podporou – například pruty s (nepřímým) uložením na jiném prutu.

Nastavení pro „Tlak kolmo na vlákna“

Tlaková síla 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 podmínkám: Ne každý prut přenáší svou normálovou nebo posouvající sílu přímo do podpory, nýbrž tlačí na jiný prut, který pak tuto sílu svými vnitřními silami přenáší do podpory. Tím vzniká množství situací podepření.

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

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