W rzeczywistości osobliwości, a więc wynikające z nich koncentracje naprężeń, nie występują w takim stopniu, jak ma to miejsce w modelu. Zasadniczo analiza wyników w obszarze punktów osobliwości nie ma sensu. Badanie i kwestionowanie punktów osobliwości jest jednak jak najbardziej zasadne, ponieważ mogą one wskazywać na problemy w rzeczywistym modelu. Praktycznym przykładem w wymiarowaniu konstrukcji betonowych byłoby na przykład kwestionowanie ryzyka przebicia w obszarze punktów osobliwości.
W wymiarowaniu konstrukcji betonowych w RFEM i RF-BETON z osobliwości często wynikają przypadki, których nie można zwymiarować.
Gdzie mogą występować osobliwości?
- Podpory punktowe lub wprowadzenie obciążenia punktowego
- Naroża wklęsłe, odpowiednio naroża otworów
- Skoki sztywności (na przykład skok grubości płyty)
- Początek i koniec żeber
- Początek i koniec podpór liniowych lub ścian
Rozpoznawanie osobliwości
W MES punkty osobliwości można rozpoznać, zagęszczając siatkę w odpowiednim miejscu modelu za pomocą zagęszczenia siatki FE. Jeżeli zależna od naprężeń wartość wynikowa w rozpatrywanym obszarze rośnie, natomiast obszar, w którym ona działa, maleje, to z bardzo dużym prawdopodobieństwem mamy do czynienia z punktem osobliwości.
Przeciwdziałanie osobliwościom
W RFEM oraz w wymiarowaniu żelbetu z RF-BETON można przeciwdziałać osobliwościom i związanym z nimi przypadkom, których nie można zwymiarować, na różne sposoby.
Obszar wygładzania
W RFEM dostępne są obszary wygładzania, za pomocą których maksima wyników można wygładzić albo sprowadzić do zera. Obszar wygładzania można wywołać w menu pod pozycją „Wyniki”. W przypadku wygładzania zakres należy określić inżyniersko. W opcji „sprowadzić siły wewnętrzne do zera” można na przykład przyjąć jako obszar przekrój dołączonej podpory (patrz rysunek 01).
Zintegrowana powierzchnia
Alternatywnie do obszaru wygładzania o wymiarach przekroju podpory można modelować powierzchnie i integrować je z istniejącą powierzchnią. Powierzchnie te są następnie wykluczane z wymiarowania w RF-BETON Flächen (patrz rysunek 01).
Zastosowanie wygładzonych lub sprowadzonych do zera sił wewnętrznych należy aktywować w RF BETON Flächen w opcjach szczegółowych (patrz rysunek 02).
Obie wymienione metody (obszar wygładzania i zintegrowana powierzchnia) można stosować zarówno dla podpór, jak i dla naroży wklęsłych. Zasadniczo obszary wygładzania są wystarczające. Jednak w przypadku obliczeń nieliniowych obszary wygładzania nie dają pożądanego efektu, ponieważ podczas obliczeń siły wewnętrzne mogą się przemieszczać i mogą powstawać ponowne efekty osobliwości.
Metoda wymiarowania dla tarcz
Przy wymiarowaniu tarcz osobliwości mogą występować wskutek dużych sił normalnych, na przykład w wyniku podpory punktowej. Dodatkowo metoda wymiarowania może mieć wzmacniający wpływ na efekty osobliwości, względnie na przypadki, których nie można zwymiarować. W przypadku tarcz zaleca się zatem wyłączenie optymalizacji obliczeniowych sił wewnętrznych w RF-BETON Flächen (patrz rysunek 03).
Rozłożone wprowadzenie obciążenia
Aby uniknąć efektów osobliwości, obciążenia punktowe lub liniowe można przekształcić w obciążenia powierzchniowe. Funkcję tę można wywołać na przykład z menu kontekstowego (patrz rysunek 04).
Zaokrąglanie naroży wklęsłych
Zarówno w przypadku naroży wklęsłych, jak i naroży przy otworach, w razie potrzeby naroże można zaokrąglić za pomocą funkcji „Zaokrąglij lub załam naroże”. Funkcję można wywołać z menu „Narzędzia” na pasku menu. Zasadniczo jednak wielu efektom osobliwości można wystarczająco przeciwdziałać za pomocą obszarów wygładzania.
Podparcie
Unikanie osobliwości w podporach węzłowych i liniowych zostało wyjaśnione w tym artykule fachowym: