Uzlové podpory

Nosná konstrukce přenáší své zatížení přes podpory do základů. Bez uložení by všechny uzly byly volné a v jejich posunutích a natočeních neomezené. Aby uzel mohl sloužit jako podpora, musí být alespoň jeden stupeň volnosti zablokován nebo omezen pružinou. Kromě toho musí být uzel součástí plochy nebo prutu.

Nedobrovolné deformace uzlu jsou možné pouze pro příslušně uložené uzly.

Pokud chcete uzlové podpoře přiřadit nelineární vlastnosti, můžete definovat kritéria pro vyřazení při tahových nebo tlakových silách, trhání a proudění nebo pracovní a tuhostní diagramy.

Symbol názvu uživatelsky definované uzlové podpory označuje blokované stupně volnosti. Následující typy podpor jsou předdefinovány:

• Kloubová
• Pevná
• Posuvná
• Posuvná v X'
• Posuvná v Y'

Základ

Karta Základ spravuje základní parametry uložení.

Souřadnicový systém

Každá uzlová podpora má lokální souřadnicový systém. Standardně je orientován paralelně s globálními osami X, Y a Z. Pokud jste vytvořili uživatelsky definovaný souřadnicový systém nebo jej definovali pomocí tlačítka , můžete použít i tento referenční systém.

Podmínky uložení

Podmínky uložení jsou rozděleny do 'Translačních' a 'Rotace'. První popisují podpory ve směru os uložení, druhé pak zajištění okolo těchto os.

Chcete-li definovat podporu nebo zajištění, zaškrtněte kontrolní políčko pro příslušnou osu. Zaškrtnutí symbolizuje, že stupeň volnosti je blokován a posunutí nebo natočení uzlu ve směru nebo kolem příslušného směru není možné.

Pokud není přítomna podpora ani zajištění, zrušte zaškrtnutí příslušného kontrolního políčka. Konstanta dráhové nebo otočné pružiny se pak nastaví na nulu. Konstantu pružiny můžete kdykoli upravit, aby modelovala pružné uložení uzlu. Zadejte tuhosti pružin jako návrhové hodnoty.

Ve sloupci 'Nelinearita' můžete cíleně řídit přenos vnitřních sil pro každou komponentu. Podle stupně volnosti jsou v seznamu nelinearit k dispozici odpovídající položky.

Selhání, pokud je síla/moment podpory negativní či pozitivní

Takto můžete jednoduše řídit, zda podpora může absorbovat pouze pozitivní či negativní síly nebo momenty: Pokud síla nebo moment působí v zakázaném směru, tato komponenta podpory selže. Zbývající zajištění a podpory zůstávají účinné.

Směry 'negativní' a 'pozitivní' se vztahují na síly nebo momenty, které jsou vkládány do uzlové podpory ve vztahu k příslušným osám (tedy nikoliv reakční síly ze strany podpory). Znaménka vycházejí ze směru globálních os: Například pokud je globální osa Z směrem dolů, pak zatěžovací stav "vlastní tíha" bude mít za následek pozitivní podporovou sílu P_Z.

Selhání všech, pokud je síla/moment podpory negativní či pozitivní

Na rozdíl od výše popsaného selhání jedné komponenty selže podpora úplně, jakmile je komponenta neúčinná.

Pokud zvolíte jinou nelinearitu, můžete parametry definovat na kartách Částečný efekt, Diagram nebo Tření.

Možnosti

Pomocí políček v této sekci můžete nastavit další vlastnosti uzlové podpory. Podle volby se přidají karty Specifický směr nebo Tuhost pomocí fiktivní podpory. Jestliže je aktivován doplněk 'Prostorová konstrukce', je k dispozici další kontrolní pole pro definici Rozměry podpory.

Specifický směr

Karta Specifický směr nabízí možnost natočit podporu. Tím se vyhnete nutnosti vytvářet uživatelsky definovaný souřadnicový systém.

Typ směru

Pro orientaci podpory je k dispozici několik možností: Můžete podporu otočit kolem os X', Y' a Z', zarovnat ji na jeden nebo dva uzly nebo ji umístit paralelně s prutem nebo linií. K tomuto účelu můžete objekty graficky vybrat pomocí tlačítka .

Tuhost pomocí fiktivní podpory

Karta Tuhost pomocí fiktivní podpory je doporučena zejména pro bodové podpory 2D nosných konstrukcí. Zde můžete zjistit konstanty pružin podle parametrů podpory, která není v modelu zobrazena. Vzhledem k tomu, že bodová podpora pouze rudimentárně reprodukuje podmínky v oblasti hlavy sloupu, jsou k dispozici speciální podpůrné makroelements. Na základě okrajových podmínek stanoví RFEM tuhosti podpory. Tím je zajištěno realistické modelování bez singularitních efektů, které by vznikly při pevném uchycení v jediném FE uzlu.

Parametry

Pro 'Model uložení' jsou k dispozici tři přístupy. Každý z nich je symbolizován v dialogové grafice.

• U modelu 'Plastních uložení' je plocha ve velikosti podpory oddělena a elasticky uložena. Koefficienty uložení se vypočítávají z geometrických a materiálových dat podpory.
• U modelu 'Elastické uzlové uložení' je plocha oddělena a bodově uložena. Uložení je opatřeno dráhovými a rotačními pružinami, které se vypočítávají z geometrických a materiálových dat podpory. Pro zohlednění vyšší ohybové tuhosti v oblasti podpory se plocha interně zdvojnásobuje.
• Model 'Uzlové uložení s přizpůsobenou FE sítí' odpovídá elastickému uzlovému uložení, ale žádné pružiny nejsou použity v bodových uloženích.

Zadejte data podpory potřebná pro určení tuhých pružin. Geometrii 'Hlavy štítu' lze popsat jako obdélníkovou nebo kruhovou, s možností otočení podpory.

'Výška štítu' ovlivňuje konstanty dráhových a rotačních pružin.

Průřez a materiál sloupu

Pro určení tuhých pružin jsou nutné průřezové a materiálové charakteristiky sloupu. Pokud není sloup 'Identický s hlavou štítu' (tj. ani obdélníkový, ani kruhový), můžete si v seznamu vybrat vhodný průřez sloupu nebo jej nově definovat.

Vyberte materiál 'Sloupu' v seznamu. Pomocí tlačítek a můžete vytvořit nový materiál.

Podmínky uložení štítu

Typ uložení na hlavě a na patě sloupu ovlivňuje určení dráhových a rotačních pružin. V seznamu jsou k dispozici následující možnosti:

• Pantové
• Pružné
• Pevné

Při volbě 'Pružné' můžete zadat stupeň sevření paty sloupu v procentech.

'Posuvná tuhost' sloupu se při určení tuhých pružin standardně zohledňuje.

Pružiny vlivem fiktivní podpory

Tato sekce uvádí konstanty pružin, které vycházejí z geometrických a materiálových vlastností sloupu. Hodnoty jsou předány na kartu 'Základ'.

Rozměry podpory

Rozměry podpory jsou potřebné pro určení plochy zatížení při posouzení průrazu. Tato karta je dostupná pouze, pokud je aktivován doplněk Železobetonové konstrukce.

U každé komponenty translační podpory určete 'Typ', který popisuje tvar plochy podpory – obdélníkový nebo kruhový. Můžete pak v dalších sloupcích definovat geometrii podpory pomocí délek nebo průměru.

Částečný efekt

'Částečný efekt' komponenty podpory je dostupný jako nelineární vlastnost podpory (viz obrázek Výběr nelinearity podpory).

Určete funkčnost podpory pro 'Negativní rozsah' a 'Pozitivní rozsah'. Zásady pro předznamenání jsou vysvětleny v sekci Selhání. Seznam 'Typ' obsahuje různé kritéria pro stanovení účinnosti podpory.

• Úplně: Komponenta podpory je plně účinná.
• Pevné od posunutí/natočení podpory: Tuhost dráhové nebo rotační pružiny je účinná pouze do určitého posunutí nebo natočení. Po jeho překročení bude účinné pevné uložení nebo sevření.
• Přetížení při síle/momentu: Podpora je účinná pouze do určité síly nebo momentu. Po jeho překročení podpora selže.
• Fúze při síle/momentu: Podpora je účinná pouze do určité síly nebo momentu. Po jeho překročení se zvětšují deformace, ale již ne napětí.
• Selhání: Komponenta podpory není účinná.

Většina typů podpory lze kombinovat s 'Posuvem', takže podpora bude účinná až po určitém posunutí nebo natočení.

Diagram

'Diagram' komponenty podpory je dostupný jako nelineární vlastnost podpory (viz obrázek Výběr nelinearity podpory).

V sloupci 'Posunutí' nebo 'Otočení' definujte počet definičních bodů pracovního diagramu s odpovídajícími hodnotami. V sloupci 'Síla' nebo 'Moment' můžete pak přiřadit abscisové hodnoty posunutí nebo otočení spolu s podporovými sílami nebo momenty.

Pro 'Začátek diagramu' a 'Konec diagramu' jsou k dispozici následující kritéria:

• Přetížení: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly nebo momentu. Po jeho překročení podpora selže.
• Fúze: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly nebo momentu. Po jeho překročení se zvětšují deformace, ale již ne napětí.
• Kontinuálně: Mimo definiční rozsah je použita tuhost pružiny posledního kroku.
• Nárazy: Přípustná deformace je omezena na maximální hodnotu posunutí nebo natočení. Po jeho překročení bude účinné pevné uložení nebo sevření.

Tuhostní diagram

'Tuhostní diagram' komponenty podpory je dostupný jako nelineární vlastnost rotační podpory.

Nejprve v seznamu 'Tuhost závisí na' (dole v záložce) stanovte komponentu síly podpory, od které se pružinová tuhost odvíjí. Možnost |P| představuje resultující sílu podpory.

Poté v sloupci 'Síla' definujte počet definičních bodů pracovního diagramu s odpovídajícími referenčními hodnotami. Ve sloupci 'Pružina' můžete přiřadit příslušné konstanty pružin.

Pro 'Začátek diagramu' a 'Konec diagramu' jsou k dispozici následující kritéria:

• Přetížení: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly. Po jeho překročení podpora selže.
• Fúze: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly. Po jeho překročení se zvětšují deformace, ale již ne napětí.
• Kontinuálně: Mimo definiční rozsah je použita tuhost pružiny posledního kroku.

Tření

V seznamu 'Nelinearita' jsou k dispozici čtyři možnosti pro definici tření translační podpory, v závislosti na jiné komponentě podpory (viz obrázek Výběr nelinearity podpory).

Přenášené síly podpory se vztahují k reakčním silám, které působí v jiném směru. Výběrem na kartě 'Základ' záleží tření na jedné síle podpory nebo celkové síle dvou síl současně působících. Existuje následující vztah mezi podporovou sílou a třecí silou:

FAQ 003537 vysvětluje, jak zohlednit tření na uzlové podpoře.

Následující model sloupu ukazuje podporu, ve které jsou horizontální síly přenášeny třením. Horizontální síly však nesmí přesáhnout 10 % vertikální síly. V zatěžovacím případě 1 je tato podmínka splněna. V zatěžovacím případě 2 je model nestabilní, protože horizontální zatížení je příliš velké.

Kloub lešení

'Kloub lešení' je dostupný jako nelineární vlastnost podpory pro rotační stupně volnosti φ_X and φ_Y. Umožňuje definovat lešenářské podpory pro dočasné konstrukce jako pracovní lešení nebo stavební podpěry.

V kartě 'Kloub lešení' můžete definovat M-φ pracovní diagram. Parametry jsou podrobněji popsány v produktové součásti Lešenářské podpory.