Je tato stránka užitečná?
3367x
002257
26.11.2019

Důvody pro neúspěch výpočtu nestabilních konstrukcí

Můj model je nestabilní. Čím to může být způsobeno?


Odpověď:

Výpočet selhal kvůli nestabilnímu systému, což může mít různé příčiny. Na jednu stranu může poukazovat na skutečnou nestabilitu v důsledku přetížení systému, na druhou stranu mohou být za chybovou zprávu odpovědné chyby v modelování. Níže naleznete možný postup, jak zjistit příčinu nestability.

Nejprve by se mělo zkontrolovat, zda je modelování systému v pořádku. Dobrou pomůckou pro nalezení problémů v modelování jsou kontroly modelu (nabídka "Nástroje" → "Kontrola modelu").

Dále lze model vypočítat v zatěžovacím stavu podle teorie I. řádu pod čistou vlastní hmotností. Pokud jsou potom výsledky zobrazeny, je struktura ohledem na modelování stabilní. Pokud tomu tak není, jsou níže uvedeny nejčastější příčiny (viz také video 1 v sekci Ke stažení):

  • Chybí podpor(y) nebo byly nesprávně definovány
  • Pruty se mohou otáčet kolem své osy, protože chybí odpovídající uložení
  • Pruty nejsou vzájemně propojené ("Nástroje" → "Kontrola modelu")
  • Uzly se na první pohled nacházejí na stejném místě, ale při přesnějším zkoumání se od sebe minimálně odlišují (častá příčina při importu z CAD, "Nástroje" → "Kontrola modelu")
  • Klouby na koncích prutů/liniové klouby vytvářejí „řetěz kloubů“
  • Struktura není dostatečně ztužena
  • Nelineární prvky konstrukce (např. táhla) jsou odstraněny

K poslednímu bodu je na obrázku 02 uveden příklad. Jde o kloubový rám, který je ztužen táhly. Kvůli zkrácení sloupů vlivem vertikálního zatížení táhla v první fázi výpočtu převezmou malé tlakové síly. Jsou ze systému odstraněny (protože mohou přenášet pouze tah). Ve druhé fázi výpočtu je pak model bez těchto táhel nestabilní. Existuje několik způsobů, jak tento problém vyřešit: táhla můžete předpínat (zatížení prutem) a tak eliminovat malé tlakové síly, prutům můžete přiřadit malou tuhost (viz obrázek 02) nebo pruty při výpočtu postupně odstraňovat (viz obrázek 02).

Pro grafické znázornění příčiny nestability může pomoci modul RF-STABIL (pro RFEM 5).

S možností „stanovit vlastní tvar nestabilního modelu, …“ (viz obrázek 03) lze počítat nestabilní systémy. V grafice je pak většinou zřejmá část konstrukce, která vede k nestabilitě.

Pokud lze zatěžovací stavy a kombinace zatížení počítat podle teorie I. řádu a výpočet selhává pouze při výpočtu podle teorie II. nebo III. řádu, existuje problém stability (kritický faktor menší než 1,00). Kritický faktor udává, jakým faktorem musí být násobeno zatížení, aby model pod tímto zatížením byl nestabilní, například vybočil. Z toho vyplývá: Kritický faktor menší než 1,00 znamená, že systém je nestabilní. Pro nalezení „slabého místa“ doporučujeme následující postup, který vyžaduje modul RSBUCK (pro RSTAB 8) nebo RF-STABIL (pro RFEM 5) (viz také video 2 v sekci Ke stažení):

  • Nejprve by se mělo zatížení příslušné kombinace zatížení snižovat, dokud se kombinace zatížení nestabilizuje. Jako pomůcka slouží zatěžovací faktor v parametrech výpočtu kombinace zatížení (viz také video 2 v sekci Ke stažení).
  • Poté lze na základě této kombinace zatížení s využitím modulu RSKNICK nebo RF-STABIL vypočítat klopný nebo bouličkový tvar a graficky jej znázornit. Grafické znázornění umožňuje lokalizovat „slabé místo“ v systému a následně ho cíleně optimalizovat.

Autor

Ing. Faulstich je zodpovědný za kvalitu programu RFEM a kromě toho se věnuje technické podpoře zákazníků.

Stahování


;