Plochy

Plochami se popisuje geometrie rovinných nebo zakřivených konstrukčních prvků, jejichž povrchové rozměry jsou podstatně větší než jejich tloušťky. Tuhost plochy vyplývá z jejího materiálu a tloušťky. Při generování sítě KP se na plochách vytvářejí 2D prvky. Ty se pro výpočet uvažují v těžišťové ose plochy.

Pro zadání plochy můžete použít existující 'Hraniční linie'. Můžete také použít přímé zadání, při kterém program definiční linie vytvoří automaticky.

Karta Základní spravuje základní parametry plochy. Zaškrtnutím políček se doplní další karty, ve kterých můžete zadat specifické údaje.

Typ tuhosti

Typ tuhosti řídí, jakým způsobem lze přenášet vnitřní síly nebo jaké vlastnosti se pro plochu předpokládají.

V seznamu jsou k dispozici různé typy tuhosti.

Standardní

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

Tuhá

Tímto typem tuhosti lze modelovat velmi tuhé plochy pro modelování tuhého spojení mezi objekty.

Membrána

Plocha má rovnoměrnou tuhost ve všech směrech. Přenášejí se však pouze membránové síly v tahu (n_x, n_y) a membránové smykové síly (n_xy). Při tlakových a posouvajících silách a momentech příslušné plošné prvky vypadnou.

Membrána bez tahu

Přenášejí se pouze momenty a membránové síly v tlaku. Při membránových silách, které způsobují tah, dojde k výpadku příslušných plošných prvků (příklad: otlačení).

Přenos zatížení

Tímto typem lze plošné zatížení nanést na oblasti, které nejsou vyplněny plochami, jako je například zatížení větrem na okna nebo pruty haly. Zatížení této plochy se rozdělí na okraje nebo integrované objekty. Pokud se vytvářejí zatížení na pruty, přepočítá se zatížení v globálních směrech na skutečné délky prutů (směry zatížení X_L, Y_L, Z_L). Plocha samotná nemá žádnou tuhost.

Kritéria pro přenos zatížení můžete nastavit na kartě Přenos zatížení.

'Směr přenosu zatížení' popisuje, do kterého směru (směrů) má být zatížení na objekty aplikováno. Seznam nabízí možnosti pro izotropní rozdělení na základě výpočtu MKP a pro ortotropní uspořádání na pásy plochy, které se pro stanovení zatěžovací šířky aplikují v jedné nebo obou lokálních osách plochy.

Při volbě 'Izotropní | MKP' používá RFEM pro stanovení rozdělení zatížení samostatný dílčí model, ve kterém je plocha modelována tuhým plošným prvkem. Všechny objekty integrované do plochy (pruty, liniové a uzlové podpory, linie spojené s prvky modelu, vazby nebo uzly atd.) se nahradí tuhými liniemi nebo tuhými uzlovými podporami. Reakce tohoto dílčího modelu se pak aplikují jako zatížení pro 3D výpočet v RFEMu. Pokud určité objekty nemají zatížení přenášet, můžete je zadat v části 'Bez účinku na'.

Při přenosu zatížení přes pásy plochy můžete určit, jak má RFEM provést 'průběh zatížení'. Zatížení se standardně rozdělí na sousední objekty s proměnným průběhem. Pokud chcete dosáhnout konstantního průběhu zatížení, vyberte příslušnou položku v seznamu. Rozdíl mezi oběma variantami je porovnán na následujícím obrázku.

Vstupní možnosti pro 'Šířku pásu plochy', 'Vyhlazovací faktor' a 'Minimální počet pásů na ploše' jsou přístupné, pokud je v části 'Možnosti' aktivováno políčko Pokročilá nastavení rozdělení. Úpravy jsou nutné pouze při problematickém rozdělení zatížení. Účinek těchto parametrů je vysvětlen na příkladu v odborném článku Pokročilá nastavení rozdělení u ploch přenosu zatížení.

Pro plochu přenosu zatížení můžete také 'Definovat plošnou hmotnost', abyste zohlednili například vlastní tíhu zasklení.

V části 'Bez účinku na' můžete vyloučit pruty, linie a uzly z přenosu zatížení (například ztužení). Objekty určete jednotlivě nebo vyberte vzorový objekt, který leží rovnoběžně s nezatíženými pruty nebo liniemi.

Pokud jsou definovány hraniční linie plochy, v části 'Zatížené objekty' se uvádějí zatížené pruty, linie a uzly. Pokud si přejete specifické rozdělení zatížení, zaškrtněte políčko Faktor průběhu zatížení na kartě 'Základní'. Součinitele pro objekty přenášející zatížení pak můžete individuálně nastavit na kartě Faktory průběhu zatížení.

Při přenosu zatížení přes pásy plochy můžete zohlednit 'Excentricitu prutu' nebo 'Rozdělení průřezu', aby se správně zachytila geometrická poloha prutu nebo jeho průběh (viz kapitola Průřez). Políčko 'Zanedbat rovnováhu momentů' není standardně aktivováno. Tím se moment z plošných zatížení vytvoří k těžišti a vyrovná s momentem ze zatížení na pruty k těžišti. Pro uzlové zatížení je tato možnost bezvýznamná. Následující obrázek ukazuje, jak se volné liniové zatížení s a bez zohlednění rovnováhy momentů rozdělí na protilehlé pruty.

Výsledková plocha

Tento typ tuhosti umožňuje převést napětí a síly z jiných objektů integračním postupem na vnitřní síly plochy. Tím můžete například u tělesa stanovit membránová a ohybová napětí, která se posuzují s různými dílčími součiniteli spolehlivosti.

Další kritéria pro integraci výsledků můžete nastavit na kartě Výsledková plocha.

V části 'Integrovat napětí a síly' vyberte, zda se mají výsledky zaznamenat čistě objektově nebo také geometricky v rámci oblasti. V části 'Zahrnout objekty' určete relevantní plochy a tělesa. Alternativně vyberte 'Všechny' objekty a poté v části 'Vyloučeno ze zahrnutých objektů' vyčleňte určité prvky.

Pokud se mají integrovat výsledky určité oblasti „pod" a „nad" plochou, můžete definovat relevantní vzdálenosti v části 'Parametry'. Vztahují se k lokální ose z kolmé k rovině plochy.

Typ geometrie

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

Rovinná

U rovinné plochy leží všechny hraniční linie v jedné rovině. Prostřednictvím tlačítka seznamu jsou přístupné různé tvary rovinných ploch.

Plochu můžete (po OK v dialogu) definovat graficky nakreslením obdélníku, kruhu atd. Pokud zvolíte 'Vybrat hranici', RFEM rozpozná plochu automaticky, jakmile je stanoven dostatečný počet hraničních linií.

Quadrangle

Tento typ plochy popisuje ve svém základním tvaru obecnou čtyřstrannou plochu. Jako hraniční linie jsou možné přímé linie, oblouky, polylinie a spline křivky. Tím lze modelovat zakřivené plochy.

V dialogu 'Nová plocha' určete hraniční linie quadrangelové plochy. Pokud uzavřenou plochu nelze vytvořit čtyřmi liniemi, je přípustné i více než čtyři linie. Na kartě 'Quadrangle' se pak uvádějí čtyři rohové uzly. Řídí, jak se zakřivená plocha rozepne.

NURBS

Plochy NURBS se tvoří ze čtyř uzavřených NURBS křivek (viz kapitola Linie). Tím lze modelovat téměř libovolné volné plochy.

V dialogu 'Nová plocha' určete hraniční linie NURBS plochy. Vždy protilehlé páry NURBS křivek musí mít stejný počet kontrolních bodů, aby byl řád těchto NURBS křivek „kompatibilní". Na kartě 'NURBS' pak můžete ovlivnit tvar plochy pomocí 'Váh kontrolních bodů'. Souřadnice vybraného kontrolního bodu se uvádějí v části 'Souřadnice - kontrolní bod'.

Oříznutá

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

Volbou 'Vytvořit průnik' se vygeneruje pouze průsečná linie. Pokud vyberete jednu z možností 'Rozdělit pomocí průniku', RFEM vytvoří dílčí plochy a přiřadí jim typ 'Oříznutá'. Poté můžete komponenty smazat, pokud chcete například odstranit přečnívající plochy.

Rotace

Rotační plocha vznikne, když se existující linie otočí kolem osy. RFEM vytvoří plochu z počátečního a koncového uzlu a z rotovaných definičních bodů linie. Přitom se generují nové linie.

Na kartě 'Rotace' určete hraniční linii plochy, která se má rotovat. Zadejte úhel rotace α. Body osy rotace můžete určit pomocí souřadnic nebo tlačítkem graficky.

Trubka

Plocha trubky vznikne, když se střednice trubky otočí v poloměru kolem této osy. Přitom se generují nové linie: dva kruhy a jedna polylinie rovnoběžná s osou trubky.

Na kartě 'Trubka' určete poloměr trubky. Tato hodnota popisuje vzdálenost od osy trubky ke středu plochy. Zadejte číslo střednice nebo vyberte osu trubky tlačítkem graficky.

Pokud průřez trubky probíhá kónicky, aktivujte políčko 'Rozdílný poloměr na konci' a zadejte příslušnou hodnotu.

Spline s minimální křivostí

Tímto typem geometrie můžete vytvořit zakřivenou plochu pomocí řídicích uzlů, které leží na ploše nebo i mimo ni. Tak lze modelovat například povrchy terénu.

Určete 'Souřadný systém' referenční roviny a zadejte 'Vzorové souřadnice v souřadném systému'. Tyto body představují řídicí uzly spline plochy. Poté určete 'Hraniční linie referenční roviny' nebo vyberte linie tlačítkem graficky.

Tloušťka s materiálem

V seznamu existujících tloušťek vyberte vhodný typ nebo definujte novou tloušťku (viz kapitola Tloušťky).

Materiál tloušťky

Materiál tloušťky stanovené ve výše uvedené části je přednastaven. V případě potřeby můžete v seznamu již vytvořených materiálů vybrat jiný materiál nebo jej definovat nově (viz kapitola Materiály). Tento materiál se pak přiřadí typu tloušťky.

Klouby

Kloubem lze řídit přenos vnitřních sil podél linie plochy (viz kapitola Liniové klouby. Po zaškrtnutí políčka můžete typ kloubu nastavit na kartě 'Klouby'.

Podpory

Pokud je plocha uložena pružně, můžete na kartě 'Podpory' vybrat nebo nově definovat plošnou podporu (viz kapitola Plošné podpory).

Uvolnění

Pro oddělení modelu na ploše můžete na kartě 'Uvolnění' vybrat nebo nově definovat plošné uvolnění (viz kapitola Plošná uvolnění).

Excentricita

Excentricitou lze modelovat výškové posunutí celé plochy (viz kapitola Excentricity ploch). Typ posunutí můžete nastavit na kartě 'Excentricita'.

Faktor průběhu zatížení

Pro plochu typu Přenos zatížení existuje možnost stanovit faktory rozdělení pro objekty přenášející zatížení. Pokud políčko zaškrtnete, můžete tyto faktory individuálně přiřadit na nové kartě.

Zatížené objekty plochy přenosu zatížení jsou přednastaveny v jednom řádku. Každému objektu je přiřazen faktor 1.00, takže všechny objekty přispívají k přenosu zatížení rovnoměrně. Pokud si přejete specifické rozdělení, klikněte do dalšího volného řádku a vyberte linii nebo prut. Poté přiřaďte příslušný 'Faktor rozdělení'.

Zahuštění sítě

Velikost ok sítě KP lze přizpůsobit geometrii plochy (viz kapitola Zahuštění sítě ploch). Je tak nezávislá na obecných nastaveních sítě. Na kartě 'Zahuštění sítě' můžete vybrat nebo nově definovat zahuštění sítě plochy.

Specifické osy

Každá plocha má lokální souřadný systém. Zpravidla je orientován rovnoběžně s globálními osami. Souřadný systém lze ale také – odděleně pro zadání a výstup – definovat uživatelsky.

Vstupní osy

Orientace vstupních os je důležitá například pro ortotropní a základové vlastnosti nebo působení plošného zatížení.

Seznam v části 'Kategorie' nabízí různé možnosti přizpůsobení polohy os:

• Otočení úhlem: otočení os plochy xy kolem osy z o úhel α
• Osa rovnoběžná s linií: orientace osy x nebo y k linii
• Osa směřující k bodu: orientace osy x nebo y k průsečíku linie s plochou
• Osa rovnoběžná se souřadným systémem: orientace os k uživatelsky definovanému souřadnému systému

Referenční objekty můžete určit tlačítkem graficky.

Políčko 'Obrátit lokální osu z' umožňuje orientovat osy z a y opačně.

Výsledkové osy

Aktuálně je orientace výsledkových os možná pouze 'Identická se vstupními osami'.

Rastr pro výsledky

Každá plocha je pokryta rastrem, který se používá pro výstup výsledků v tabulkách. Umožňuje výstup nezávislý na síti KP v pravidelných, přizpůsobitelných výsledkových bodech.

Standardně je přednastaven kartézský rastr plochy s rovnoměrnou vzdáleností rastrových bodů 0,5 m v obou směrech. V případě potřeby zde můžete přizpůsobit 'Vzdálenosti rastru' ve směru x (b) a ve směru y (h), provést 'Otočení rastru' nebo změnit 'Počátek rastru'. Pro kruhové plochy nabízí typ rastru 'Polární' alternativu pro numerický výstup výsledků.

Pokud je v části 'Možnosti' zaškrtnuto políčko 'Přizpůsobit automaticky', rastrové body se při změně plochy přizpůsobí nové geometrii.

V části 'Body' můžete zkontrolovat souřadnice vygenerovaných rastrových bodů. Změny v tabulce nejsou možné.

Integrované objekty

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

Čísla uzlů, linií a otvorů patřících k ploše jsou uvedena v části 'Integrované objekty v ploše'.

Pokud objekt není rozpoznán, měli byste jej integrovat ručně: Deaktivujte Automatické rozpoznávání objektů. Vstupní pole v části 'Integrované objekty v ploše' jsou nyní přístupná. Doplňte chybějící číslo objektu nebo použijte tlačítko pro grafické určení objektu.

Aktivovat přenos zatížení

Políčko umožňuje rozdělit zatížení plochy – nezávisle na jejím typu tuhosti – pomocí plochy přenosu zatížení. Plocha tak působí v modelu svou tuhostí. Rozdělení zatížení na sousední objekty se naproti tomu řídí parametry, které můžete nastavit na kartě Přenos zatížení. Tato funkce je relevantní především pro plochy typu tloušťky Stěnový nosník.

Deaktivovat pro výpočet

Políčko nabízí možnost nezohlednit plochu při výpočtu, například pro simulaci fází výstavby nebo pro zkoumání varianty modelování. Tuhost, okrajové podmínky a zatížení plochy se v tomto případě neuvažují.

Informace | Analyticky

Tato část se zobrazí, jakmile určíte hraniční linie plochy. Nabízí přehled důležitých vlastností plochy, jako je obsah plochy, objem a hmotnost, a také poloha těžiště plochy a orientace plochy. Otvory jsou odpovídajícím způsobem zohledněny.