Uzlové podpory

Z každé konstrukce se zatížení přenášejí přes podpory do základů. Bez zadání podpory by byly všechny uzly volné a neomezené v posunu a otáčení. Pokud má určitý uzel působit jako podpora, musí se mu odebrat alespoň jeden stupeň volnosti nebo je třeba ho omezit pružinou. Dále musí být daný uzel součástí některé plochy nebo prutu.

Vynucené deformace uzlu jsou možné pouze u vhodně podepřených uzlů.

Pokud chcete uzlové podpoře přiřadit nelineární vlastnosti, můžete definovat kritéria neúčinnosti pro tahové nebo tlakové síly, přetržení a tečení nebo diagramy napětí-přetvoření a tuhosti.

Symbol zaškrtávacího políčka u uživatelsky definované uzlové podpory označuje zatížené stupně volnosti. Předem definované jsou následující typy podpor:

• Kloubový
• Vetknutí
• Válec
• Posun v X'
• Posun v Y'

Základní údaje

V záložce Základní údaje se nastavují základní parametry podpor.

Souřadný systém

Každá uzlová podpora má lokální souřadný systém. Standardně je orientován rovnoběžně s globálními osami X, Y a Z. Pokud jste vytvořili uživatelsky definovaný souřadný systém nebo jste ho zadali pomocí můžete také použít tento referenční systém.

Podporové podmínky

Podporové podmínky se dělí na 'translační' a 'rotační' stupně volnosti. Translační stupně popisují podpory ve směru os podpory; stupně natočení popisují vetknutí okolo těchto os.

Pro zadání podpory nebo vetknutí je třeba zaškrtnout políčko pro příslušnou osu. Zaškrtnutí políčka znamená, že stupeň volnosti je zablokován a uzel není možné posunout nebo natočit v příslušném směru.

Pokud není k dispozici žádná podpora nebo vetknutí, zrušte zaškrtnutí příslušného políčka. Konstanta translační resp. rotační tuhosti se pak nastaví na nulu. "Konstantu tuhosti" lze kdykoli upravit, aby bylo možné modelovat pružné podepření uzlu. Tuhosti pružiny zadejte jako návrhové hodnoty.

Ve sloupci "Nelinearita" je možné specificky nastavit přenos vnitřních sil pro každou komponentu. V závislosti na stupni volnosti jsou k dispozici vhodné položky pro výběr v seznamu nelinearit.

Nelineárně působící podpory se v grafice zobrazí jinou barvou.

Neúčinnost , je-li podporová síla / podporový moment kladný resp. záporný

Lze tak snadno určit, zda podpora může přenášet pouze kladné nebo záporné síly nebo momenty: Pokud síla nebo moment působí v zakázaném směru, daná složka podpory je neúčinná. Ostatní podepření a vetknutí jsou nadále účinné.

„Záporný“ nebo „kladný“ směr se vztahuje k silám nebo momentům, které působí na uzlové podpoře vzhledem k příslušným osám ( nevztahují se na reakční síly na straně podpory). Znaménka vyplývají ze směru globálních os: Pokud například globální osa Z směřuje dolů, je výsledkem zatěžovacího stavu "Vlastní tíha" kladná podporová síla P_Z.

Neúčinnost vše, pokud je podporová síla/moment záporná nebo kladná

Na rozdíl od výše popsané neúčinnosti jedné jednotlivé komponenty se podpora stane zcela neúčinnou, pokud je komponenta neúčinná.

Pokud vyberete jinou nelinearitu, můžete zadat parametry v parciální účinnosti, Diagram nebo [[#friction Friction{101} %\}.

Možnosti

Zaškrtávací políčka v této sekci umožňují zadat další vlastnosti uzlové podpory. V závislosti na výběru se přidají záložky Specifický směr nebo Tuhost pomocí fiktivního sloupu. Pokud je aktivován addon "Posouzení železobetonových konstrukcí", je k dispozici další zaškrtávací políčko pro zadání rozměrů podpory.

Specifický směr

Záložka Specifický směr umožňuje natočit podporu. Není tak třeba vytvářet uživatelsky definovaný souřadný systém.

Typ směru

Existuje několik možností pro uspořádání podpory: Podporu lze natočit okolo os podpory X', Y' a Z', nasměrovat ji k jednomu nebo dvěma uzlům nebo ji umístit rovnoběžně s prutem nebo linií. Objekty lze vybrat graficky pomocí .

Tuhost pomocí fiktivního sloupu

Záložka Tuhost pomocí fiktivního sloupu je vhodná zejména pro bodové podpory 2D konstrukcí. Zde je možné stanovit tuhost podpory z parametrů sloupu, který není v modelu znázorněn. Kromě toho, protože bodová podpora popisuje podmínky v oblasti hlavice sloupu pouze rudimentálně, jsou k dispozici speciální makro prvky sloupu. RFEM stanoví konstanty tuhosti podpory na základě okrajových podmínek. To umožňuje realistické modelování bez účinků singularit, které by byly výsledkem pevné podpory v jediném uzlu sítě KP.

Parametr

Jako "Model podpory" jsou k dispozici tři přístupy. V grafice dialogu se zobrazí symboly.

• U modelu "Pružné podloží plochy" se plocha, která je pružně podepřená, oddělí v rámci rozměrů sloupu. Koeficienty pro uložení jsou spočteny z geometrických a materiálových vlastností sloupu.
• U modelu „Pružné uzlové podepření“ se plocha oddělí a bodově podepře. Podepření je opatřeno translačními a rotačními pružinami, které vyplývají z geometrie a materiálu sloupu. Pro zohlednění vyšší ohybové tuhosti desky v oblasti sloupu je interně tloušťka desky zdvojnásobena.
• Model "Uzlová podpora s upravenou sítí konečných prvků" odpovídá pružné uzlové podpoře, ale bodové podpory nemají žádné pružiny.

Zadejte údaje pro sloup, které jsou nutné pro stanovení tuhosti pružiny. Geometrii "Sloupové hlavice" lze popsat jako obdélníkovou nebo kruhovou, případně natočením sloupu.

'Výška sloupu' má vliv na konstanty translačních a rotačních pružin.

Průřez sloupu a materiál

Pro stanovení tuhosti pružiny jsou zapotřebí průřezové a materiálové charakteristiky sloupu. Pokud sloup není „Stejný jako sloupová hlavice“ (ani obdélníkový, ani kruhový), je možné vybrat příslušný průřez sloupu ze seznamu nebo zadat nový.

Vyberte ze seznamu "Materiál sloupu". Tlačítka u. tlačítka.

Podmínky pro sloup

Typ podepření v hlavě sloupu a v patě sloupu se zohledňuje při výpočtu translačních a rotačních pružin. V seznamu jsou k dispozici následující možnosti:

• Kloubový
• Polotuhý
• Tuhý

Pokud je vybrána možnost "Polotuhá", je možné zadat stupeň podepření v patě sloupu v procentech.

Při stanovení tuhostí se standardně zohledňuje 'Smyková tuhost' sloupu.

Pružné podpory vlivem fiktivního sloupu

V této sekci jsou uvedeny konstanty tuhosti podpor, které vyplývají z geometrie a materiálových vlastností sloupu. Hodnoty se převezmou do záložky "Základní údaje".

Rozměry podpory

Rozměry podpory jsou nutné pro stanovení zatížené plochy pro posouzení na protlačení. Tato záložka je proto přístupná pouze v případě, že je aktivován addon Posouzení železobetonových konstrukcí.

Pro každou komponentu translačního podepření zadejte 'Typ', který popisuje tvar podporové plochy, zda je obdélníkový nebo kruhový. Poté je možné zadat geometrii podpory pomocí délek nebo průměrů ve zbývajících sloupcích.

Částečná účinnost

Částečná aktivita komponenty podpory je k dispozici jako nelineární vlastnost podpory (viz obrázek Výběr nelinearity podpory).

Zadejte účinek podpory pro "zápornou oblast" a také pro "kladnou oblast". Znaménková pravidla jsou vysvětlena v odstavci Failure. Seznam "Typ" nabízí různá kritéria pro účinnost podpory.

• Hotovo: Složka podpory je plně účinná.
• Pevné z posunu podpory/pootočení podpory: Tuhost translační resp. rotační pružiny je účinná pouze do určitého posunu nebo natočení. Pokud je mezní hodnota překročena, je účinná pevná podpora nebo vetknutí.
• Odtržení od podporové síly/podporového momentu: Podpora je účinná pouze do určité síly nebo momentu. Pokud je mezní hodnota překročena, je podpora neúčinná.
• Plastizace od podporové síly/podporového momentu: Podpora je účinná pouze do určité síly nebo momentu. Pokud je překročena, zvyšují se přetvoření, ale ne napětí.
• Neúčinnost: Komponenta podpory není účinná.

Většinu typů podpor lze kombinovat s "Prokluzem", což znamená, že podpora je účinná až po určitém posunu nebo natočení.

Graf

Diagram komponenty podpory je k dispozici jako nelineární vlastnost podpory (viz obrázek Výběr nelinearity podpory).

Zadejte počet definičních bodů pracovního diagramu zadáním příslušných hodnot ve sloupci "Posun" nebo "Natočení". Ve sloupci "Síla" nebo "Moment" pak můžete přiřadit souřadnice x posunů nebo pootočení s podporovými silami nebo momenty.

Pro 'začátek diagramu' a 'konec diagramu' jsou k dispozici následující kritéria:

• Trhání: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly nebo momentu. Pokud je mezní hodnota překročena, je podpora neúčinná.
• Tečení: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly nebo momentu. Pokud je překročena, zvyšují se přetvoření, ale ne napětí.
• Průběžně: Za rozsahem zadání se použije konstanta tuhosti posledního kroku.
• Zastavení: Přípustná deformace je omezena maximální hodnotou posunu nebo natočení. Pokud je mezní hodnota překročena, je účinná pevná podpora nebo vetknutí.

diagram tuhosti

Průběh tuhosti komponenty podpory je k dispozici jako nelineární vlastnost rotační podpory.

Nejdříve přejděte do seznamu "Tuhost v závislosti na" (v záložce dole) a zadejte složku podporové síly, na které závisí konstanta tuhosti. Hodnota |P| představuje výslednou podporovou sílu.

Poté zadejte počet definičních bodů pracovního diagramu zadáním příslušných hodnot ve sloupci "Síla". Poté je možné ve sloupci "Pružina" přiřadit příslušné konstanty tuhosti podpor.

Pro 'začátek diagramu' a 'konec diagramu' jsou k dispozici následující kritéria:

• Trhání: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly. Pokud je mezní hodnota překročena, je podpora neúčinná.
• Tečení: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly. Pokud je překročena, zvyšují se přetvoření, ale ne napětí.
• Průběžně: Za rozsahem zadání se použije konstanta tuhosti posledního kroku.

Tření

Seznam "Nelinearita" nabízí čtyři možnosti pro zadání tření posuvné podpory v závislosti na jiné složce podpory (viz obrázek Výběr nelinearity podpory).

Přenesené podporové síly se vztahují k tlakovým silám působícím v jiném směru. V závislosti na výběru v záložce "Základní údaje" závisí tření pouze na jedné podporové síle nebo na celkové síle dvou současně působících podporových sil. Mezi podporovou a třecí silou existuje následující vztah:

FAQ 003537 popisuje, jak lze zohlednit tření na uzlové podpoře.

Následující sloupový model ukazuje podporu, v níž se vodorovné síly přenášejí třením. Vodorovné síly však nesmí překročit 10% svislé síly. V ZS 1 je tato podmínka splněna. V ZS 2 se model stává nestabilním, protože vodorovné zatížení je příliš velké.