Zohlednění při stanovení vlastního kmitání pomocí přídavného modulu RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations
Pokud systém obsahuje tahové pruty, jsou v modulu RF-/DYNAM Pro linearizovány a zohledněny jako příhradové pruty, které mohou přenášet jak tlakové, tak tahové síly. Máme ovšem možnost stanovit vlastní kmitání na systému s několika již vypadlými pruty. K tomu je třeba zadat počáteční deformaci v některém směru a ručně deaktivovat příslušné tahové pruty pro modelování neúčinnosti.
V hlavním programu (RFEM nebo RSTAB) je přitom třeba definovat zatěžovací stav, který optimálně neobsahuje žádná zatížení (nebo jen velmi malá), ale pouze požadované neaktivní pruty.
V našem příkladu dvourozměrného rámu se uvažuje počáteční deformace v kladném směru X. V definovaném zatěžovacím stavu tak deaktivujeme pruty 5, 8 a 11. Tento zatěžovací stav lze následně importovat do modulu RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations jako počáteční stav pomocí volby „Úpravy tuhosti“. Doporučujeme vytvořit několik stavů vlastního kmitání (SVK), abychom mohli vyhodnotit, jak se mění frekvence modelu v důsledku neúčinnosti tahových prutů.
Zohlednění při analýze spektra odezvy v přídavném modulu RF-/DYNAM Pro - Equivalent Loads
Stavy SVK zadané v prvním kroku můžeme následně přiřadit k dynamickým zatěžovacím stavům (DZS) a provést analýzu spektra odezvy pomocí náhradních zatížení. V DZS 1 byly vypočítány vlastní tvary na lineárním systému, a byly tak zohledněny všechny pruty. V programu RFEM, případně RSTAB jsou ovšem tahové pruty v exportovaných zatěžovacích stavech aktivní. Aby výpočet neprobíhal na různých statických systémech, a nedošlo tak ke konfliktu, je třeba exportované zatěžovací stavy vypočítat také na lineárním systému. Má-li se kompletně provést lineární výpočet, je třeba nelinearity u těchto zatěžovacích stavů deaktivovat.
Do DZS 2 byl importován SVK s vypadlými tahovými pruty. Náhradní zatížení tak vycházejí ze stejného systému jako vypočítané vnitřní síly a deformace.
V případech 2 a 3 (čili při zohlednění tahových prutů) nedoporučujeme superpozici do kombinace výsledků, protože se jednotlivé modální příspěvky skládají do kombinace kvadratickou superpozicí, a znaménka se tak ztrácí. Vznikly by tak opět tlakové síly v tahových prutech. U konstrukcí s rozhodujícím vlastním tvarem v každém směru lze použít volbu „Přiřazení znaménka pomocí dominantního tvaru“. Znaménka rozhodujícího vlastního tvaru tak zůstanou zachována.
Vyhodnocení výsledků
Vlastní kmitání konstrukce se liší v hodnotě vlastní frekvence, směr a tvar jsou ovšem obdobné. Deaktivací tahových prutů se tuhost konstrukce výrazně zmenší, a frekvence se v důsledku menší tuhosti sníží. V obou případech je rozhodující první vlastní tvar (faktor účinných náhradních hmot je přibližně 80%).
Významně se liší také výsledky analýzy spektra odezvy. Při vyhodnocení se vychází z prvního vlastního tvaru v rámci vytvořeného zatěžovacího stavu. Při porovnání normálových sil v tahových prutech je zřejmé, že při zohlednění tahových prutů výrazně rostou. Důvodem je neúčinnost prutů namáhaných v tlaku, které mohly v prvním analyzovaném stavu spolupůsobit a přispívat ke stabilizaci.
Celková seizmická síla je ovšem při zanedbání nelinearit větší, a je na straně bezpečnosti. Lze si ji prohlédnout v tabulce „4.0 Výsledky - Shrnutí“. V programu RFEM lze použít také výsledkový prut. Pokud by se měla posoudit pouze celková seizmická síla (například pro srovnání s jinými vodorovnými účinky), bylo by zanedbání tahových prutů na straně bezpečnosti.
Při zohlednění tahových prutů by měly být výsledky vyhodnoceny ručně a nelze je zevšeobecňovat. Doporučujeme přitom použít nástroj Excel, který umožňuje ručně provést kvadratickou superpozici sil z jednotlivých zatěžovacích stavů. V případě asymetrické konstrukce by bylo třeba analyzovat počáteční deformaci vždy v kladném a v záporném směru.
Databáze znalostí