W rzeczywistości osobliwości, a więc wynikające z nich koncentracje naprężeń, nie występują w takim stopniu, w jakim pojawiają się w modelu. Zasadniczo ocena wyników w obszarze miejsc osobliwości nie ma sensu. Analiza i kwestionowanie miejsc osobliwości jest jednak jak najbardziej uzasadnione, ponieważ miejsca osobliwości mogą wskazywać na problemy w rzeczywistym modelu. Praktycznym przykładem w projektowaniu konstrukcji betonowych byłoby na przykład kwestionowanie zagrożenia przebiciem w obszarze miejsc osobliwości.
W projektowaniu konstrukcji betonowych w RFEM z osobliwości często wynikają sytuacje, których nie można wymiarować.
Gdzie mogą występować osobliwości?
- Podpory punktowe lub wprowadzenie obciążenia w punkcie
- Wklęsłe naroża, 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 miejsca osobliwości można rozpoznać, zagęszczając siatkę w odpowiednim miejscu modelu za pomocą zagęszczenia siatki FE. Jeżeli wartość wynikowa zależna od naprężenia w rozpatrywanym obszarze rośnie, natomiast obszar jej oddziaływania maleje, to z bardzo dużym prawdopodobieństwem mamy do czynienia z miejscem osobliwości.
Przeciwdziałanie osobliwościom
W RFEM 6 można przeciwdziałać osobliwościom i związanym z nimi sytuacjom, których nie można wymiarować, na różne sposoby.
Korekty wyników powierzchniowych
W RFEM 6 dostępne są korekty wyników powierzchniowych, dzięki którym można wygładzać piki wyników. Wyniki w zadanym obszarze są przedstawiane jako wartości średnie zamiast rzeczywistego przebiegu. „Korekty wyników powierzchniowych” można wywołać w nawigatorze w sekcji „Obiekty specjalne”. W przypadku korekty wyników powierzchniowych należy inżyniersko określić przyjęty obszar.
Powierzchnia zintegrowana
Alternatywnie do korekt wyników powierzchniowych z wymiarami przekroju słupa można modelować powierzchnie i integrować je z istniejącą powierzchnią. Powierzchnie te muszą być następnie wyłączone z wymiarowania.
Rozłożone wprowadzenie obciążenia
Aby uniknąć efektów osobliwości, obciążenia skupione lub liniowe można przekształcić w obciążenia powierzchniowe. Możliwy sposób postępowania z zastosowaniem „Dowolnych obciążeń prostokątnych” przedstawiono poniżej. W menu „Edytuj parametry globalne” t oznacza grubość płyty betonowej, F jest obciążeniem w węźle, a phi kątem rozłożenia obciążenia
Dwie przedstawione metody (korekty wyników powierzchniowych i powierzchnia zintegrowana) można stosować zarówno dla słupów, jak i dla wklęsłych naroży. Zasadniczo korekty wyników powierzchniowych są wystarczające. Jednak w przypadku obliczeń nieliniowych korekty wyników powierzchniowych nie mają pożądanego efektu, ponieważ podczas obliczeń mogą przemieszczać się siły wewnętrzne i mogą powstawać ponowne efekty osobliwości.
Metoda wymiarowania dla tarcz
Podczas wymiarowania tarcz osobliwości mogą wystąpić z powodu dużych sił normalnych, na przykład wskutek podparcia punktowego. Dodatkowo metoda wymiarowania może mieć wzmacniający wpływ na efekty osobliwości, a więc na sytuacje, których nie można wymiarować. W przypadku tarcz zaleca się zatem wyłączenie optymalizacji sił wewnętrznych do wymiarowania (w nawigatorze) w: „Projektowanie konstrukcji betonowych”, „Konfiguracje nośności”, „Powierzchnie”.
Unikać obciążeń węzłowych i liniowych
Aby uniknąć efektów osobliwości, zaleca się stosowanie obciążeń powierzchniowych zamiast obciążeń węzłowych lub liniowych.
Zaokrąglanie wklęsłych naroży
Zarówno w przypadku wklęsłych naroży, jak i naroży przy otworach, w razie potrzeby naroże można zaokrąglić lub ściąć za pomocą funkcji „Zaokrąglij lub ukosuj naroże”. Obie funkcje są dostępne na pasku menu przez „Narzędzia” „Modyfikuj linie”. Zasadniczo wielu efektom osobliwości można jednak wystarczająco przeciwdziałać przez obszary wygładzające.
Podpory
Unikanie osobliwości w podporach węzłowych i liniowych jest omówione w tym artykule fachowym: