Analytická metoda výpočtu
RF-CONCRETE Deflect nabízí analytickou metodu výpočtu podle DIN EN 1992-1-1 [1] 7.4.3. To znamená, že tvorba trhlin v tažené oblasti betonu se odvíjí od hodnoty rozdělovacího součinitele ζ. Konstrukce se může nacházet mezi stavem bez trhlin (ζ = 0), a stavem s trhlinami ζ = 1). V přídavném modulu RF-CONCRETE Deflect se pomocí ζ stanoví střední tuhost. Poté se deformace znovu vypočítá na základě této hodnoty. V důsledku změny tuhosti však již nebude proveden přepočet rozdělení vnitřních sil. Metoda tedy není iterační. Podrobnější informace o modulu RF-CONCRETE Deflect najdete v kapitole 2.7 manuálu k RF-CONCRETE Surfaces [2].
Fyzikálně-nelineární výpočetní metoda
Přídavný modul RF-CONCRETE NL nabízí fyzikálně-nelineární výpočetní metodu. Výpočet probíhá iteračně. To znamená, že na základě zatížení se určí tuhost a z té se dále stanoví vnitřní síly. Tento výpočet běží jako iterační proces. Iterace probíhají až do splnění konvergenčního kritéria. To je případ, kdy buď se změna tuhosti nebo změna deformace s ohledem na předchozí iterační krok nachází pod konvergenčním kritériem.
Vnitřně je při nelineární metodě výpočtu konečný prvek vrstvený, s různými materiály přiřazenými jednotlivým vrstvám (výztuž a beton) a jednotlivé betonové vrstvy mohou při výpočtu zaujmout různé tuhosti (trhliny v betonu).
Podrobné informace k tomuto tématu najdete v manuálu k RF-CONCRETE Surfaces [2] v kapitole 2.8.
Porovnání vlastností obou metod
Analytická metoda výpočtu | RF-CONCRETE Deflect
Velmi rychlá výpočetní metoda vhodná i pro velké konstrukce.
Na základě teoretického přístupu z DIN EN 1992-1-1 [1] 7.4.3 by se měl použít pouze pro konstrukční prvky namáhané ohybem (desky).
Dotvarování se přenáší na celý průřez jako redukce modulu pružnosti betonu.
V důsledku smršťování je stanoveno dodatečné zakřivení, které se do určité míry k deformacím přidává.
Fyzikálně-nelineární výpočetní metoda | RF-CONCRETE NL
Velmi přesná a univerzálně aplikovatelná metoda, která není omezena pouze na prvky namáhané ohybem (například lze ji použít i u stěnových nosníků).
Dotvarování se vnáší do tlakové zóny průřezu jako redukce modulu pružnosti betonu.
Smršťování se vnitřně uvažuje na straně zatížení jako přetvoření, ovšem v tomto kontextu je možné i přetvoření způsobené zabránění smršťování.
Tento výpočet je mnohem složitější než analytická metoda, a je proto výpočetně mnohem náročnější.
Oblasti použití těchto metod
Při rozhodování o tom, kterou metodu v dané situaci použít, jsou rozhodující čtyři kritéria.
1. Způsob namáhání
U konstrukcí, kde jsou jednotlivé konstrukční prvky zatíženy různými typy namáhání zároveň, je třeba použít nelineární metodu, protože se neomezuje pouze na konstrukční prvky namáhané ohybem. Příkladem je vykonzolovaná deska.
Konstrukce namáhané v rovině plochy by měly být také analyzovány fyzikálně-nelineární metodou pomocí RF-CONCRETE NL. Příkladem je stěnový nosník.
2. Velikost konstrukce
U velkých konstrukcí doporučujeme vyhnout se fyzikálně-nelineární metodě, protože to vyžaduje spoustu výpočetního času.
3. Požadovaná přesnost
Pokud se má pro vizuální vzhled provést posouzení deformací podle DIN EN 1992-1-1[1] 7.4.1 (4), může být postačující jednodušší analytická metoda, a je třeba se vyvarovat zbytečně přesné metody posouzení.
Pokud se má provést posouzení deformací podle DIN EN 1992-1-1[1] 7.4.1 (5), aby se zabránilo poškození sousedních konstrukčních prvků, nebo pokud je třeba Vzhledem k účelu posouzení stojí za bližší posouzení. Za určitých okolností může být důležité, aby nejen stanovená hodnota deformace byla menší než požadovaná mezní hodnota, ale také to, že hodnota deformace je stanovena co nejpřesněji.
4. Zohlednění zvláštních účinků
Zde je zvláště důležité smršťování. Zatímco v analytické metodě v přídavném modulu RF-CONCRETE Deflect je dodatečné zakřivení stanoveno jako důsledek smrštění, ve fyzikálně-nelineární metodě je uvažování smrštění přesnější. V modulu RF-CONCRETE NL se míra smršťování vnitřně zohledňuje jako přetvoření na straně zatížení a může vést k dodatečnému zakřivení a dalším účinkům, které přetrvávají v konstrukci. V důsledku zatížení od vynuceného přetvoření může smršťování následně vést k tvorbě trhlin. V této souvislosti je důležité co nejpřesněji vystihnout podpory, zejména vodorovné.
Fyzikálně-nelineární výpočet navíc umožňuje stanovit směr trhlin. Při vrstvení prvku lze stanovit hloubku trhliny a zobrazit ji.