Addon Geotechnická analýza umožňuje na základě charakteristik ze zemních sond a zvoleného materiálového modelu zeminy simulovat interakci mezi budovou a podložím i vzájemné působení prvků základu. Kromě toho nabízí rozsáhlou databázi materiálových charakteristik zemin, analýzu několika vzorků (sond) na různých místech, stanovení sedání a průběhy napětí a jejich grafické a tabulkové zobrazení.
Praktický příklad
Jakmile je addon aktivován, můžete začít zadáním požadovaných půdních materiálů v dialogu Materiály , který je znázorněn na obrázku 2. V praxi musí být materiálové charakteristiky podloží definovány ručně, protože jsou specifické pro každý jednotlivý projekt.
To je možné také v programu RFEM 6, kde lze definovat charakteristiky různých půdních materiálů. Kromě základních materiálových charakteristik (např. modulu pružnosti, smykového modulu, Poissonova součinitele, měrné hmotnosti/hustoty, součinitele teplotní roztažnosti) je třeba vybrat materiálový model, který má být použit pro realistické modelování chování materiálu podloží.
V aktuální verzi programu RFEM 6 je k dispozici Mohrův-Coulombův model a také nelineární model s tuhostí závislou na napětí a přetvoření.
V našem příkladu vybereme upravený Mohrův-Coulombův model pro modelování chování sledovaného půdního materiálu. V příslušném dialogu je třeba zadat parametry jako kohezní pevnost (c), úhel vnitřního tření (φ) a úhel dilatace (ψ) (obrázek 3).
K dispozici je také rozsáhlá databáze, která usnadňuje výběr materiálových charakteristik zeminy. Pro její předvedení v tomto příkladu definujeme ostatní půdní materiály pomocí databáze materiálů, jak je znázorněno na obrázku 4.
Dále je třeba definovat zemní sondy zadáním informací získaných z terénních zkoušek (tzn. charakteristiky půdního profilu v různých polohách). Zemní sondy jsou v programu RFEM 6 k dispozici jako speciální objekty.
Jak je vidět na obrázku 5, půdní vrstvy pro jednotlivé sondy lze zadat v přehledně uspořádaném dialogu nebo tak, že příslušné údaje zadáme v tabulkách. Vzhledem k tomu, že charakteristiky materiálů podloží jsou již definovány, lze tyto materiály vybrat přímo z rozbalovací nabídky a přiřadit jim příslušnou tloušťku. Při zadávání vrstev je ovšem možné zadat i nové materiály.
Pokud byla při terénních zkouškách zjištěna podzemní voda, je možné v tomto dialogu zadat hladinu podzemní vody (obrázek 5). Definovat lze libovolný počet zemních sond a půdních vrstev, ze kterých bude podloží vytvořeno. Odpovídající grafický náhled usnadňuje zadávání jednotlivých sond a kontrolu zadání.
Pro každou sondu je třeba uvést souřadnice v pracovní rovině programu RFEM, které odpovídají skutečné poloze, kde byl půdní profil odebrán. To lze provést buď v dialogu Zemní sondy nebo v tabulkách. Do tabulek můžete všechny souřadnice zkopírovat z dokumentu (například ze souboru Excel) a jednoduše je vložit. Půdní profily se pak zobrazí v pracovním okně jako na obrázku 6.
Na základě údajů o zemních sondách lze nyní vytvořit půdní masiv, který je k dispozici jako speciální objekt v navigátoru Data i v tabulkách. Přesněji řečeno, půdní masiv lze generovat z předem definovaných zemních sond, ale také jako sadu půdních těles (tzn. ručním definováním půdních těles a jejich přiřazením k masivu). V našem příkladu použijeme první možnost.
Dialog Půdní masiv je znázorněn na obrázku 7. Pro generování půdního masivu ze zemních sond je třeba nejdříve vybrat požadované sondy. Následně se zobrazí výzva k zadání geometrie půdního masivu přiřazením typu topologie, velikosti masivu a souřadnic jeho středu. Hloubka se přiřadí automaticky podle údajů ze zemních sond.
V případě potřeby je možné masiv natočit okolo osy Z. Rovněž je možné zohlednit potenciální výskyt podzemní vody vytvořením hladiny spodní vody. Pokud tuto možnost v dialogu vybereme, zobrazí se v interaktivním grafickém okně podzemní voda.
Půdní masiv se po svém vytvoření graficky zobrazí v pracovním okně RFEMu. Jak je znázorněno na obrázku 8, masiv se skládá z tolika půdních těles, kolik bylo dříve definovaných vrstev (v našem příkladu 4).
Plochy mezi těmito tělesy jsou NURBS plochy definované spline funkcemi a aproximované polohami vrstev v zemních sondách. Pokud jsme zaškrtli možnost zohlednit podzemní vodu, zobrazí se v grafickém okně i hladina podzemní vody.
Nakonec byly vygenerovány podpory hraničních ploch pomocí položky Typy ploch v navigátoru. Vidíme například, že podpory vodorovné hraniční plochy dole jsou pevné, zatímco okolní svislé plochy se mohou posouvat (obrázek 9).
Závěrečné poznámky
Vzhledem k tomu, že realistické stanovení podmínek podloží výrazně ovlivňuje kvalitu statického výpočtu budov, nabízí program RFEM 6 addon Geotechnická analýza pro vytvoření tělesa podloží, které má být analyzováno. Pro tento účel můžete použít údaje získané z terénních zkoušek, neboť addon umožňuje použít charakteristiky ze zemních sond pro stanovení požadovaných půdních masivů.
V programu je třeba přiřadit materiálové charakteristiky, zvolit vhodný materiálový model zeminy a definovat půdní profily. Pro každou zemní sondu se zadává materiál a tloušťka půdní vrstvy, hladina podzemní vody (pokud je třeba) a poloha sondy v pracovním okně RFEMu (odpovídá skutečné poloze na staveništi, kde byl půdní profil odebrán).
Půda se pak vygeneruje ze všech zadaných sond pomocí 3D těles a přiřadí se ke konstrukci na základě souřadnic.
Databáze znalostí