Stanovení zatížení pro protlačení v rozích a na okrajích stěn
Na rozdíl od jednotlivých sloupů (nebo uzlových podpor) nelze zatížení pro protlačení na okrajích nebo v rozích stěn odvodit přímo z normálové síly ve sloupu (nebo podporové síly). V modulu RF-PUNCH Pro se přitom analyzuje průběh posouvající síly vmax,b v připojené desce a zatížení pro protlačení se stanoví z posouvající síly v základním kontrolovaném obvodu.
Tímto tématem a možnostmi nastavení v dialogu „1.5 Uzly protlačení“ a dále také obecným postupem při výpočtu zatížení se již zabýval samostatný odborný článek.
Vnitřní síly na plochách v programu RFEM
V zásadě je třeba si nejdříve uvědomit, že se zatížení pro protlačení VEd nestanoví z podporové síly liniové podpory ani z normálové či membránové síly stěny, ale vyhodnocují se posouvající síly v desce posuzované na protlačení.
Vychází se přitom z hlavní vnitřní síly vmax,b z programu RFEM, která se uvádí ve výsledcích zatěžovacích stavů, kombinací zatížení nebo kombinací výsledků. Jak definovat vmax,b je popsáno v [1], Kapitola 8.16. Výsledkem je:
Tuto kapitolu lze najít také v online manuálu programu RFEM 5.
Vliv singularit
Pokud se v místě, které se má posoudit na protlačení, nachází místo singularity nebo vrcholová hodnota průběhu posouvající síly, má to také odpovídající vliv na vypočítané zatížení pro protlačení VEd v kontrolovaném obvodu.
V následujícím příkladu vyšetříme protlačení v základové desce na okraji stěny. RF-PUNCH Pro přitom vychází z hlavní vnitřní síly vmax,b v základové desce. Podívejme se na následující obr. 02.
Problém přitom představuje, že vygenerovaná síť KP je příliš hrubá a kontrolovaný obvod prochází vrcholovými hodnotami posouvající síly vmax,b.
Modul rozpozná, že síť KP nevyhovuje a zobrazí v dialogu 2.1 příslušnou varovnou hlášku č. 56.
Volbou pro zahuštění sítě konečných prvků opravíme příliš hrubou síť v oblasti bodu protlačení tak, aby se již hlášení č. 56. V důsledku zahuštění sítě konečných prvků se ovšem může zvýšit vrcholová hodnota posouvající síly v kontrolovaném obvodu, což nakonec také negativně ovlivní a zvýší stanovenou hodnotu zatížení pro protlačení VEd.
Pokud zahuštění sítě KP negativně ovlivní vrcholovou hodnotu posouvající síly v základním kontrolovaném obvodu, je obvykle vhodné ověřit správnost zadaného modelu. In [2] werden diverse "Fehlerquellen" angesprochen, die den Schnittgrößenverlauf in der Fläche und damit die in RF-STANZ Pro ermittele Durchstanzlast VEd maßgeblich beeinflussen.
Optimalizace modelu z hlediska geometrie
V našem příkladu budeme pro stanovení průběhu posouvajících sil v desce, a tudíž i v základním kontrolovaném obvodu „realističtěji“ modelovat základovou desku. V první variantě modelu jsme okrajové linie základové desky umístili do systémových os stěn. V jiné variantě se okraj základové desky nenachází v systémových osách stěn, ale byl zadán podle „skutečného“ okraje desky. Lze tak výrazně ovlivnit průběh posouvajících sil v kontrolovaném obvodu.
Na obr. 05 si lze prohlédnout porovnání obou zmíněných variant.
Ve srovnání s první variantou má druhé řešení i tu výhodu, že realistickou vzdálenost k vnější hraně základové desky modul RF-PUNCH Pro automaticky rozpozná, a tudíž zvolí výhodnější délku kontrolovaného obvodu.
Optimalizace modelu z hlediska podpory
Další možností, jak příznivě ovlivnit průběh posouvajících sil v posuzované základové desce, je diferencované zohlednění podloží plochy.
V programu RFEM se zpravidla uvažuje konstantní pružina po celé desce jako pružné uložení. Program RFEM ovšem nabízí kromě konstantní pružiny další možnosti, jak výhodněji modelovat uložení plochy.
Jednou z možností jsou například okrajové nebo rohové pružiny, které mohou příznivě ovlivnit průběh posouvajících sil v základové desce. Danému tématu se věnuje další odborný příspěvek, v němž se popisují teoretické základy (upravené) metody pružinových konstant.
Na následujícím obrázku vidíme srovnání posouvajících sil v kontrolovaném obvodu bez působení (na obrázku výše) a s působením (na obrázku níže) okrajových pružin na modelu s okrajovým přesahem.
Dále je třeba se zmínit o přídavném modulu RF-SOILIN, který umožňuje jako alternativu k modelu s okrajovými pružinami dosáhnout realističtějšího zohlednění plošného podloží, což může mít také pozitivní vliv na průběh posouvajících sil v kontrolovaném obvodu.
Nastavení v modulu RF-PUNCH Pro
Standardně se zatížení pro protlačení v přídavném modulu RF-PUNCH Pro stanoví na základě „nevyhlazené posouvající síly v kontrolovaném obvodu“. S výše uvedenými optimalizacemi by měla být tato možnost v dialogu 1.5 daného modulu také ponechána. Pokud by se ovšem i přes zmíněnou optimalizaci dále vyskytovala vrcholová hodnota posouvající síly v kontrolovaném obvodu, má uživatel k dispozici také volbu „Vyhlazená posouvající síla v kontrolovaném obvodu“.
Pokud uvažujeme střední hodnotu posouvající síly v kontrolovaném obvodu, je třeba zohlednit vliv součinitele zvyšujícího zatížení β, který lze stanovit například sektorovou metodou. I na toto téma zde najdete podrobnější příspěvek.
Závěr
Na závěr bychom chtěli shrnout, že uživatel by měl v případě velkých využití při posouzení na protlačení v rozích anebo na okrajích stěn vždy ověřovat velikost působícího zatížení.
V této souvislosti je vždy třeba sledovat průběh posouvajících sil v základním kontrolovaném obvodu a ověřovat, zda případnými úpravami nebo optimalizací modelu nelze dosáhnout příznivějšího průběhu posouvající síly vmax,b v desce.
Optimalizace modelu či uložení, které popisujeme výše, ovšem nemohou představovat obecně platný návod, ale uživatel vždy musí v každém jednotlivém případě zvážit konkrétní situaci a provést odpovídající úpravy.
