Plochy

Pomocí ploch je popsána geometrie rovných nebo zakřivených konstrukčních prvků, jejichž povrchové rozměry jsou mnohem větší než tloušťky. Tuhost plochy je dána jejím materiálem a tloušťkou. Při generování sítě MKP jsou na plochách vytvořeny 2D prvky. Ty jsou pro výpočet aplikovány v těžišti plochy.

Při zadávání plochy můžete využít stávající 'hraniční linie'. Můžete také použít přímý vstup, při kterém program automaticky vytvoří definiční linie.

Záložka Základní spravuje základní parametry ploch. Zaškrtnutím políček se přidají další záložky, ve kterých můžete zadávat specifické údaje.

Typ tuhosti

Typ tuhosti určuje, jakým způsobem mohou být přenášeny vnitřní síly nebo jaké vlastnosti jsou pro plochu předpokládány.

V seznamu je na výběr několik typů tuhosti.

Standard

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

Bez Tloušťky

Plocha nemá tuhost. Tento typ je určen pro hraniční plochy objemového tělesa.

Pevná

Tento typ tuhosti umožňuje modelovat velmi tuhé plochy pro vytvoření pevného spojení mezi objekty.

Membrána

Plocha má stejnoměrnou tuhost ve všech směrech. Přenáší však pouze membránové síly v tahu (n_x, n_y) a smykové membránové síly (n_xy). Při tlakových a smykových silách, jakož i při momentech, dochází k selhání postižených plošných prvků.

Membrána bez tahu

Přenášejí se pouze momenty a membránové síly v tlaku. Při membránových silách způsobujících tah dochází k selhání postižených plošných prvků (příklad: stlačení).

Přenos zatížení

Tento typ umožňuje aplikovat zatížení na plochy na oblasti, které nejsou vyplněny plochami, například větrná zatížení na okna nebo tyče haly. Zatížení této plochy je rozděleno na okraje nebo integrované objekty. Pokud jsou generována zatížení na tyče, je zatížení přepočítáno do skutečných délek tyčí v globálních směrech (směry zatížení X_L, Y_L, Z_L). Samotná plocha nemá tuhost.

Kritéria pro přenos zatížení můžete nastavit na nové záložce.

'Směr přenosu zatížení' popisuje, do jakého směru nebo směru se má zatížení aplikovat na objekty. V seznamu jsou k dispozici možnosti pro izotropní distribuci na základě výpočtu metody konečných prvků (MKP) a pro ortotropní uspořádání na plošných pásech, které jsou použity pro určení šířky zatížení na jednu nebo obě osy lokálních ploch.

Pro možnost 'Isotrop | FEM' používá RFEM pro určení distribuce zatížení samostatný model, ve kterém se plocha modeluje jako pevný plošný prvek. Všechny objekty integrované do plochy (tyče, lineární a uzlové podpory, linie spojené s modelovými elementy, spojení nebo uzly atd.) jsou nahrazeny pevnými liniemi nebo pevnými uzlovými podporami. Reakce tohoto modelu jsou pak použity jako zatížení pro 3D výpočet RFEM. Pokud by některé objekty neměly přenášet zatížení, můžete je specifikovat v sekci 'Bez účinku na'.

Při přenosu zatížení přes plošné pásy můžete stanovit, jak má RFEM provést 'distribuci zatížení'. Výchozí nastavení předpokládá proměnlivý rozložení zatížení na sousední objekty. Pokud však chcete dosáhnout konstantního rozložení zatížení, vyberte odpovídající položku v seznamu. Rozdíl mezi oběma variantami je uveden na následujícím obrázku.

Možnosti vstupu pro 'Šířku pásu', 'Faktor vyhlazení' a 'Minimální počet pásů na ploše' jsou přístupné, pokud je v sekci 'Možnosti' aktivováno kontrolní pole Rozšířená nastavení distribuce. Úpravy jsou vyžadovány pouze v případě problémového rozložení zatížení. Účinek těchto parametrů je vysvětlen v odborném článku Rozšířená nastavení distribuce u ploch pro přenos zatížení na příkladu.

Pro plochu pro přenos zatížení můžete také nastavit 'Hmotnost plochy', například za účelem zohlednění vlastní hmotnosti zasklení.

V sekci 'Bez účinku na' můžete vyloučit tyče, linie a uzly z přenosu zatížení (například sítě). Určete objekty jednotlivě nebo vyberte vzorový objekt, který je paralelní s nestatickými tyčemi nebo liniemi.

Pokud jsou definovány hraniční linie plochy, sekce 'Zatížené objekty' uvádí zatížené tyče, linie a uzly. Pokud si přejete specifickou distribuci zatížení, zaškrtněte na záložce 'Základní' kontrolní pole Faktor rozložení zatížení. Poté můžete individuálně nastavit přídavky pro staticky působící objekty na záložce Faktory rozložení zatížení.

Při přenosu zatížení přes plošné pásy můžete zohlednit 'Excentricitu tyče' nebo 'Distribuci průřezu' pro správné zachycení geometrické polohy tyče nebo jejího průběhu (viz kapitola Průřez). Kontrolní pole 'Ignorovat momentovou rovnováhu' není ve výchozím nastavení aktivní. Tím je moment z plošných zatížení vytvořen do středu hmotnosti a porovnán s momentem z zatížení tyče do středu hmotnosti. Pro uzlová zatížení tato možnost nemá význam. Následující obrázek ukazuje, jak je volné liniové zatížení rozdělěno na protilehlé tyče s a bez zohlednění momentové rovnováhy.

Typ geometrie

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

Rovinná

V rovinné ploše všechny hraniční linie leží v jedné rovině. Pomocí tlačítka seznamu jsou dostupné různé tvary rovinných ploch.

Plochu můžete (po stisknutí OK v dialogu) graficky definovat pomocí vykreslení obdélníku, kružnice atd. Pokud její 'hranice vyberete', RFEM plochu automaticky rozpozná, jakmile je stanoveno dostatečné množství hraničních linií.

Čtyřúhelník

Tento typ plochy popisuje ve své základní podobě obecnou čtyřstrannou plochu. Jako hraniční linie jsou možné rovné čáry, oblouky, polylinie a splajny. Tím lze modelovat zakřivené plochy.

V dialogu 'Nová plocha' určete hraniční linie plochy čtyřúhelníku. Pokud nelze uzavřenou plochu vymezit čtyřmi liniemi, je povoleno i více než čtyři linie. V záložce 'Čtyřúhelník' se pak uvedou čtyři rohové uzly. Ty určují, jak se zakřivená plocha napne.

NURBS

NURBS plochy jsou vytvořeny z čtyř uzavřených NURBS linií (viz kapitola Linien). Tím lze modelovat téměř libovolné volné plochy.

V dialogu 'Nová plocha' určete hraniční linie plochy NURBS. Příslušné proti sobě ležící páry NURBS linií musí mít stejný počet kontrolních bodů, aby po řád této NURBS linie byl "kompatibilní". V záložce 'NURBS' můžete poté ovlivnit tvar plochy pomocí 'váhy kontrolních bodů'. Koordináty vybraného kontrolního bodu se uvádí v sekci 'Koordináty - kontrolní bod'.

Zkráceno

Když se plochy protnou, můžete rychle vytvořit průnik: Selektujte plochy a poté vyvolejte kontextové menu. Jsou k dispozici různé možnosti.

S možností 'Vytvořit průnik' se vygeneruje jen protneté linie. Pokud vyberete některou z možností 'Rozdělit pomocí průniku', RFEM vytvoří dílčí plochy a přiřadí jim typ 'Zkráceno'. Později můžete odstranit komponenty, pokud například chcete odstranit vyčnívající plochy.

Rotace

Rotovaná plocha vzniká, když se stávající linie otočí kolem osy. RFEM vytvoří plochu z počátečních a koncových uzlů a rotovaných definičních bodů linie. Přitom jsou generovány nové linie.

V záložce 'Rotace' zadejte hraniční linii plochy, která se má otočit. Zadejte úhel rotace α. Body rotační osy můžete určit buď pomocí souřadnic, nebo pomocí tlačítka graficky.

Potrubí

Plocha potrubí vzniká, když je střední linie potrubí otočena v rádiusu kolem této osy. Přitom jsou generovány nové linie: dva kruhy a jedna několik linií paralelních s osou potrubí.

V záložce 'Potrubí' určete rádius potrubí. Tato hodnota popisuje vzdálenost od osy potrubí k středu plochy. Zadejte číslo střední linie nebo vyberte osu potrubí pomocí tlačítka graficky.

Pokud je průřez potrubí kónicky, aktivujte kontrolní pole 'Odlišný rádius na konci' a zadejte odpovídající hodnotu.

Splajn s minimálním zakřivením

S tímto typem geometrie můžete vytvořit zakřivenou plochu pomocí řídících uzlů, které leží na ploše nebo i mimo ní. Tím lze například modelovat povrchy terénu.

Určete 'koordinátový systém' referenční roviny a zadejte 'souřadnice vzorků v koordinátovém systému'. Tyto body představují řídící uzly splajnové plochy. Poté určete 'hraniční linie referenční roviny' nebo vyberte linie pomocí tlačítka graficky.

Tloušťka s materiálem

Vyberte v seznamu existujících tloušťek vhodný typ nebo definujte novou tloušťku (viz kapitola Dicken).

Materiál tloušťky

Materiál pro tloušťku nastavenou v předchozí sekci je přednastaven. Pokud je to nutné, můžete v seznamu již zadaných materiálů vybrat jiný materiál nebo jej nově definovat (viz kapitola Materialien). Tento materiál pak bude přiřazen typu tloušťky.

Klouby

Kloub může řídit přenos vnitřních sil podél řady na ploše (viz kapitola Liniengelenke). Po zaškrtnutí kontrolního políčka můžete nastavit typ kloubu v záložce 'Klouby'.

Ložiska

Pokud je plocha elasticky uložena, můžete v záložce 'Ložiska' zvolit nebo nově definovat ložisko plochy (viz kapitola Flächenlager).

Uvolnění

Pro oddělení modelu na ploše můžete v záložce 'Uvolnění' vybrat nebo nově definovat plošné uvolnění (viz kapitola Plattenfreigaben).

Excentricita

Excentricita umožňuje modelovat výškový posun celé plochy (viz kapitola Flächenexzentrizitäten). Typ offsetu můžete definovat v záložce 'Excentricita'.

Faktor rozložení zatížení

Pro plochu typu Přenos zatížení je možné nastavit rozložení faktorů pro objekty přenášející zatížení. Po zaškrtnutí kontrolního pole můžete tyto faktory individuálně přiřadit na nové záložce.

Zatížené objekty plochy pro přenos zatížení jsou v jedné řádce přednastaveny. Každému objektu je přiřazen faktor 1,00, takže všechny objekty mají rovnoměrný příspěvek k přenosu zatížení. Pokud si přejete specifické rozložení, klikněte do další volné řádky a vyberte čáru nebo tyč. Poté přiřaďte odpovídající 'faktor rozložení'.

Zjemnění sítě

Velikost sítě MKP může být přizpůsobena geometrie plochy (viz kapitola Zjemnění sítě na plochách). Je tedy nezávislá na obecných nastaveních sítě. V záložce 'Zjemnění sítě' můžete vybrat nebo nově definovat zjemnění sítě pro plochu.

Specifické osy

Každá plocha má místní souřadnicový systém. Standardně je zarovnán paralelně ke globálním osám. Souřadnicový systém však může být také definován uživatelsky - odděleně pro vstup a výstup.

Vstupní osy

Orientace vstupních os má význam například pro ortotropní a ložiskové vlastnosti nebo pro působení plošného zatížení.

Seznam v sekci 'Kategorie' poskytuje různé možnosti, jak přizpůsobit orientaci os:

• Úhlová rotace: Rotace os xy plochy kolem osy z s úhlem α
• Osa paralelní s linií: Zarovnání osy x nebo y podle čáry
• Osa směřující k bodu: Zarovnání osy x nebo y k průsečíku čáry s plochou
• Osa paralelní k souřadnicovému systému: Zarovnání os ve vztahu k uživatelsky definovanému souřadnicovému systému

Objekty, které budou sloužit jako reference, můžete urcit pomocí tlačítka graficky.

Kontrolní pole 'Obrátit místní osu z' umožňuje obrátit osy z a y do opačného směru.

Výstupní osy

Aktuálně je dostupná orientace výstupních os 'Identická se vstupními osami'.

Mřížka pro výsledky

Každá plocha je pokryta mřížkou, kterou používá pro výstup výsledků v tabulkách. Umožňuje pravidelný, nastavitelný výstup v bodech výsledků nezávisle na síti MKP.

Ve výchozím nastavení je pro plošnou mřížku nastavena kartézská plošná mřížka se stejnou vzdáleností mřížkových bodů po 0,5 m v obou směrech. Pokud je to nutné, můžete zde upravit 'Vzdálenosti mřížkových bodů' v x-směru (b) a y-směru (h), provést 'Rotaci mřížky' nebo změnit 'Počátek mřížky'. Pro kruhové plochy nabízí typ mřížky 'Polární' alternativu pro numerický výstup výsledků.

Pokud je v sekci 'Možnosti' zaškrtnuto kontrolní pole 'Automaticky přizpůsobit', budou mřížkové body při změně plochy přizpůsobeny nové geometrii.

V sekci 'Body' můžete zkontrolovat souřadnice generovaných mřížkových bodů. Změny v tabulce nejsou možné.

Integrované objekty

RFEM obvykle rozpozná všechny objekty automaticky, které leží v ploše, ale které nebyly použity pro definici plochy.

Čísla uzlů, linií a otvorů příslušných k ploše jsou uvedena v sekci 'Integrované objekty v ploše'.

Pokud není rozpoznán nějaký objekt, měli byste ho ručně integrovat: Deaktivujte Automatické rozpoznávání objektů. Pole pro vstup v sekci 'Integrované objekty v ploše' jsou nyní přístupná. Doplňte chybějící číslo objektu nebo použijte tlačítko , abyste objekt graficky určili.

Aktivovat přenos zatížení

Kontrolní pole umožňuje distribuovat zatížení plochy – nezávisle na typu tuhosti – pomocí plochy pro přenos zatížení. Takto působí plocha svou tuhostí do modelu. Distribuce zatížení na sousední objekty je však řízena parametry, které můžete nastavit na záložce Přenos zatížení. Tato funkce je především relevantní pro plochy typu Deskostěžejní.

Deaktivovat pro výpočet

Kontrolní pole nabízí možnost nezohlednit plochu při výpočtu, například pro simulaci stavebních fází nebo pro zkoumání varianty modelování. Tuhost, okrajové podmínky a zatížení plochy nejsou v tomto případě aplikovány.

Informace | Analytické

Tato sekce se zobrazí, jakmile máte stanovené hraniční linie plochy. Nabízí přehled důležitých vlastností plochy, jako je plocha, objem a hmotnost, poloha těžiště plochy a orientace plochy. Otevírací otvory jsou odpovídajícím způsobem zohledněny.