Plochy

Plochy popisují geometrii rovinných nebo zakřivených konstrukčních prvků, jejichž rozměry plochy jsou výrazně větší než tloušťka. Tuhost plochy vyplývá z jejího materiálu a tloušťky. U každé plochy je obvykle definován materiál a tloušťka a tím i příslušná tuhost. Pro výpočty se použijí v těžišťové ose plochy.

Pro zadání ploch můžete použít libovolné existující "hraniční linie". Můžete také použít přímé zadání, kdy program automaticky vytvoří libovolné definiční linie.

V záložce Základní údaje se nastavují základní parametry plochy. Zaškrtnutím příslušných políček se přidají další záložky, do kterých lze zadat specifické informace.

Typ tuhosti

Typ tuhosti určuje, jakým způsobem se mohou přenášet vnitřní síly a jaké vlastnosti jsou vyžadovány pro plochu.

V seznamu jsou k dispozici různé typy tuhostí.

Normovaný

Plocha přenáší momenty a membránové síly. Tento přístup popisuje obecné chování homogenního a izotropního modelu plochy. Tuhostní vlastnosti plochy nejsou závislé na směru.

Bez tloušťky

Plocha nemá žádnou tuhost. Tento typ se používá pro hraniční plochy tělesa.

Tuhý

Tento typ tuhosti umožňuje modelovat velmi tuhé plochy pro modelování tuhého spojení mezi objekty.

Membrána

Tuhost plochy je rovnoměrná ve všech směrech. Přenášejí se pouze membránové síly; žádné momenty.

bez membránového tahu

Plocha tohoto typu přenáší momenty a membránové síly. Plošné prvky jsou neúčinné v případě membránových sil, které způsobují tah. (Příklad: otlačení)

Přenos zatížení

Plocha nemá žádnou tuhost. S tímto typem tuhosti lze aplikovat libovolné plošné zatížení na oblasti, které nejsou vyplněny plochami, jako například zatížení větrem na okna nebo pruty haly. Zatížení této plochy se přenáší na okraje resp. integrované objekty. Pokud se generují zatížení na pruty, přepočítá se zatížení v globálních směrech na skutečné délky prutů (směry zatížení X_L, Y_L, Z_L ).

Kritéria pro "Přenos zatížení" lze definovat v nové záložce.

"Směr přenosu zatížení" udává směr, kterým má zatížení na objekty působit. V seznamu jsou k dispozici možnosti pro izotropní rozdělení založené na výpočtech MKP a pro ortotropní uspořádání na pásech ploch, které jsou aplikovány na jednu nebo obě lokální osy plochy pro stanovení šířky zatížení.

V případě „Izotropní | MKP“ používá program RFEM samostatný dílčí model pro stanovení rozdělení zatížení, kdy je plocha reprezentována tuhým plošným prvkem. Všechny objekty integrované do plochy (pruty, liniové a uzlové podpory, linie, vazby nebo uzly spojené s prvky modelu atd.) se nahradí tuhými liniemi nebo tuhými uzlovými podporami. Reakce tohoto dílčího modelu se pak použijí jako zatížení pro 3D výpočet v programu RFEM. Pokud některé objekty nemají přenášet žádná zatížení, je možné je zadat v sekci "Odstranit vliv z" v dialogu.

Při přenosu zatížení pomocí „pruhu plochy“ lze definovat, jak má program RFEM provést „rozdělení zatížení“. Standardně se zatížení rozdělí na sousední objekty s proměnným průběhem. Pokud však chceme dosáhnout rovnoměrného rozdělení zatížení, je třeba vybrat příslušnou položku v seznamu. Rozdíl mezi oběma možnostmi je znázorněn na následujícím obrázku.

Možnosti zadání pro "Šířku pásu" a "Faktor vzorkování" jsou aktivní, pokud je v sekci "Možnosti" zaškrtnuto políčko Další nastavení průběhu. Úpravy jsou nutné pouze u problematického rozdělení zatížení. Pro zohlednění zatížení vlastní tíhou například zasklení lze také zvolit možnost "Nastavit tíhu plochy".

V sekci "Odstranit vliv z" můžete vyloučit pruty, linie a uzly z přenosu zatížení (např. ztužení). Objekty definujte jednotlivě nebo vyberte objekt šablony, který je rovnoběžný s nezatíženými pruty nebo liniemi.

Po zadání hraničních linií plochy se v sekci "Zatížené objekty" zobrazí namáhané pruty, linie a uzly. Pokud chcete zadat specifický průběh zatížení, je třeba v záložce "Základní údaje" zaškrtnout políčko Součinitel průběhu zatížení. Poté je možné v záložce Součinitele rozložení zatížení individuálně definovat součinitele pro nosné objekty.

Při přenosu zatížení pomocí pásů ploch lze "zohlednit excentricitu prutu" nebo "průběh průřezu", aby bylo možné správně stanovit geometrickou polohu prutu nebo jeho odsazení. Zaškrtávací políčko "Zanedbat rovnováhu momentů" je standardně deaktivováno. Tímto způsobem se vytvoří moment z plošných zatížení k těžišti a následně se porovná s momentem od zatížení na pruty k těžišti. Na následujícím obrázku je znázorněno rozdělení volného liniového zatížení na protilehlé pruty se zohledněním rovnováhy momentů a bez zohlednění rovnováhy momentů.

Typ geometrie

Typ geometrie popisuje formální koncepci plochy. V seznamu jsou k dispozici různé typy.

Rovina

U rovinné plochy leží všechny hraniční linie v jedné rovině. Pomocí rozbalovacího tlačítka v panelu nástrojů lze otevřít různé tvary rovinných ploch.

Plochu lze definovat graficky (po kliknutí na tlačítko OK v dialogu) nakreslením obdélníku, kružnice atd. Pokud je vybrána možnost "Vybrat hranici", RFEM automaticky rozpozná plochu, jakmile je definován dostatečný počet hraničních linií.

Čtyřúhelník

Tento typ plochy popisuje ve svém základním tvaru obecnou čtyřúhelníkovou plochu. Jako hraniční linie lze použít přímé linie, oblouky, polylinie a spline. To umožňuje modelovat zakřivené plochy.

V dialogu "Nová plocha" zadejte hraniční linie čtyřúhelníkové plochy. Pokud uzavřená plocha nemůže být tvořena čtyřmi liniemi, jsou přípustné také více než čtyři linie. V záložce "Čtyřúhelník" je pak třeba zadat čtyři rohové uzly. Řídí způsob přemostění zakřivené plochy.

NURBS

NURBS plochy jsou tvořeny čtyřmi uzavřenými NURBS liniemi (viz kapitola Linie). Tímto způsobem lze modelovat téměř všechny plochy volného tvaru.

V dialogu "Nová plocha" zadejte hraniční linie NURBS plochy. NURBS linie tvořící protilehlé dvojice musí mít stejný počet kontrolních bodů, aby pořadí těchto NURBS linií bylo "kompatibilní". V záložce "NURBS" pak můžete zadat tvar plochy pomocí "Tíhy kontrolních bodů". Souřadnice vybraného kontrolního bodu je třeba zadat v sekci "Souřadnice - kontrolní bod".

Oříznutí

Pokud se plochy protínají, můžete rychle vytvořit odpovídající průnik: Vyberte plochy a poté otevřete místní nabídku. K dispozici jsou různé možnosti.

Pokud vyberete možnost "Vytvořit průnik", vygeneruje se pouze linie průniku. Pokud vybereme jednu z možností „Dělit průnikem“, vytvoří RFEM dílčí plochy a přiřadí jim typ „Oříznutí“. Dále můžete smazat komponenty, pokud chcete odstranit například převislé plochy.

Natočený

Rotační plocha se vygeneruje, pokud se existující linie natočí okolo osy. RFEM vytvoří plochu z počátečního a koncového uzlu a také z natočených definičních bodů linie. Přitom se vygenerují nové linie.

V záložce "Natočení" zadejte hraniční linii plochy, která se má natočit. Zadejte úhel natočení α. Body osy rotace lze definovat pomocí souřadnic nebo .

Trubka

Plocha trubky se vytvoří, pokud se osa trubky natočí o určitý poloměr okolo osy. Přitom se vygenerují nové linie: dvě kružnice a polylinii, která je rovnoběžná s osou trubky.

V záložce "Trubka" zadejte poloměr trubky. Tato hodnota udává vzdálenost od osy trubky ke středu plochy. Zadejte číslo osy nebo vyberte osu trubky graficky pomocí .

Pokud je průřez trubky kuželový, zaškrtněte políčko "Různý poloměr na konci" a zadejte příslušnou hodnotu.

Tloušťka s materiálem

Vyberte příslušný typ ze seznamu dostupných tlouštěk nebo zadejte novou tloušťku (viz kapitola Tloušťky).

Materiál tloušťky

Předem nastaven je materiál tloušťky, který jsme zadali v předchozí sekci. V případě potřeby lze vybrat jiný materiál ze seznamu již vytvořených materiálů nebo zadat nový (viz kapitola Materiály). Materiál se pak přiřadí typu tloušťky.

Klouby

Pomocí kloubu lze řídit přenos vnitřních sil a momentů podél linie plochy (viz kapitola Liniové klouby). Po zaškrtnutí příslušného políčka je možné v záložce "Klouby" definovat typ kloubu.

Podepření

Pokud má plocha pružné uložení, je možné v záložce "Podpora" vybrat plošnou podporu nebo zadat novou (viz kapitola Plošné podpory).

Uvolnit

Pro rozpojení modelu na ploše je možné v záložce "Uvolnění" vybrat plošné uvolnění nebo zadat nové (viz kapitola Plošná uvolnění).

Excentricita

Pomocí excentricity lze modelovat výškové odsazení pro celou plochu (viz kapitola Excentricity ploch). Typ odsazení lze definovat v záložce "Excentricita".

Součinitel rozložení zatížení

Pro plochu typu Přenos zatížení je možné definovat součinitele rozdělení pro objekty přenášející zatížení. Pokud toto políčko zaškrtneme, můžeme součinitele přiřadit jednotlivě v nové záložce.

Zatížené objekty plochy pro přenos zatížení jsou přednastaveny v řadě. Každému objektu je přiřazen součinitel 1,00, aby se všechny objekty podílely na přenosu zatížení stejnou měrou. Pokud chceme zadat určitý průběh, klikneme do dalšího volného řádku a vybereme linii nebo prut. Poté přiřaďte příslušný "Součinitel rozdělení".

Zahuštění sítě prvků

Velikost sítě prvků lze přizpůsobit geometrii plochy (viz kapitola Zahuštění sítě prvků ploch). Síť v této oblasti je pak nezávislá na obecném nastavení sítě. V záložce "Zahuštění sítě prvků" můžete vybrat zahuštění sítě prvků plochy nebo zadat nové.

Specifické osy

Každá plocha má lokální souřadný systém. Obvykle je orientován rovnoběžně s globálními osami. Souřadný systém lze ovšem zadat také samostatně pro vstup a výstup.

Zadávací osy

Orientace vstupních os je důležitá například pro ortotropní vlastnosti a vlastnosti podloží nebo pro účinek zatížení na plochu.

Seznam v sekci "Kategorie" nabízí různé možnosti pro úpravu polohy osy:

• Úhlové natočení: Natočení os ploch xy okolo osy z o úhel α
• Osa rovnoběžná s liniemi: Uspořádání osy x nebo y pomocí linie
• Osa orientovaná do bodu: Uspořádání osy x nebo y s průsečíkem linie a plochy
• Osa rovnoběžná se souřadným systémem: Uspořádání os s uživatelsky definovaným souřadným systémem

Referenční objekty lze exportovat také graficky pomocí .

Zaškrtávací políčko "Otočit lokální osu z" umožňuje uspořádat osy z a y v opačném směru.

Osy pro výsledky

V současnosti je orientace os výsledků možná pouze pro nastavení, které je "stejné se vstupními osami".

Rastr pro výsledky

Každá plocha je pokryta rastrem, který se používá pro zobrazení výsledků v tabulkách. To umožňuje výstup výsledků v ekvidistantních nastavitelných výsledkových bodech, který je nezávislý na síti konečných prvků.

Výchozí nastavení je kartézský rastr plochy s pravidelnými vzdálenostmi 0,5 m mezi body rastru v obou směrech. V případě potřeby lze upravit "vzdálenosti rastru" ve směru x (b) a ve směru y (h), použít "natočení rastru" nebo změnit "počátek rastru". U kruhových ploch nabízí typ rastru "Polární" alternativu pro numerické zobrazení výsledků.

Pokud je v sekci "Možnosti" zaškrtnuto políčko "Automaticky přizpůsobit", body rastru se při změně plochy přizpůsobí nové geometrii.

V sekci "Body" je možné zkontrolovat souřadnice vygenerovaných bodů rastru. Změny v tabulce nejsou možné.

Integrované objekty

RFEM zpravidla automaticky rozpozná všechny objekty ležící na ploše, které se nepoužívají pro zadání plochy.

Čísla uzlů, linií a otvorů vztahujících se k ploše se zadávají v sekci "Integrované objekty v ploše".

Pokud objekt není rozpoznán, měli byste ho integrovat ručně: Deaktivujte funkci Automatická detekce objektů. Nyní se zpřístupní vstupní pole v sekci "Integrované objekty v ploše". Doplňte chybějící číslo objektu nebo použijte , pro grafické stanovení objektu.

Deaktivovat pro výpočet

Toto zaškrtávací políčko umožňuje, aby se plocha pro výpočet neuvažovala; například pro simulaci fází výstavby nebo pro analýzu různých verzí modelu. V tomto případě se tuhost, okrajové podmínky a zatížení plochy neuvažují.

Informace | Analytické

Tato sekce se zobrazí po zadání hraničních linií plochy. Poskytuje přehled o důležitých vlastnostech plochy, jako je plocha, objem a hmotnost, a také o poloze těžiště a orientaci plochy. Otvory se odpovídajícím způsobem zohlední.