Průřezy

Průřez je potřeba k popisu vlastností prutu: průřezové charakteristiky a přiřazené materiálové vlastnosti ovlivňují tuhost prutu.

Ne každý definovaný průřez se musí v modelu použít. To umožňuje rychle modelovat varianty bez mazání průřezů. Průřezy však nelze přečíslovávat.

Dialog ' Nová sekce '

Název

Průřez můžete libovolně pojmenovat a zadat jeho vlastnosti. Pokud se název shoduje s některou položkou v databázi, načte z ní RFEM uložené charakteristiky. Pro výběr průřezu z databáze klikněte na na konci vstupního řádku. Převzetí průřezu je popsáno v kapitole Databáze průřezů.

Pro průřezy z databáze jsou vlastnosti průřezu pevně zadané a nelze je měnit. Výjimkou jsou smykové plochy a rozměry pro nerovnoměrné teplotní zatížení.

Pokud uživatel zadá vlastní název průřezu, musí definovat všechny průřezové charakteristiky ručně. Průřez pak můžete použít pro výpočet vnitřních sil. Posouzení takového průřezu však není možné, protože nelze zadat žádné napěťové body.

Základní údaje

V záložce Základní údaje se nastavují základní parametry průřezu.

Materiál Zdivo

Každému průřezu musí být přiřazen materiál. Ten můžete vybrat ze seznamu již definovaných materiálů. Pomocí tlačítek vedle vstupního pole lze vybrat materiál z databáze nebo zadat nový (viz kapitola Materiály).

Kategorie

Typ průřezu

Pro průřezy z databáze je přednastaven 'Typ průřezu' podle obvyklé klasifikace (viz kapitola Databáze průřezů). Uživatelsky zadaným průřezům je přiřazen typ 'Základní'.

Seznam typů průřezů

Typ výroby

Pro průřezy z databáze se zobrazí Typ výroby průřezu. Spravuje určitá zadání pro posouzení, například křivky vzpěrných pevností dutých profilů tvarovaných za studena.

Možnosti

Deaktivace smykové tuhosti

Zohlednění smykové tuhosti vede na větší přetvoření v důsledku posouvajících sil. U válcovaných a svařovaných profilů hraje smykové přetvoření malou roli. U masivních průřezů a dřevěných profilů ovšem doporučujeme smykovou tuhost při výpočtu deformací zohlednit.

Deaktivace deplanační tuhosti

Zaškrtávací políčko pro zohlednění deplanační tuhosti je k dispozici, pokud je v Základních údajích modelu aktivován addon pro analýzu Vázané kroucení. V takovém případě můžete určit, zda se má při výpočtu se sedmi stupni volnosti použít deplanační tuhost průřezu.

Natočení průřezu

Natočení průřezu popisuje úhel, o který se průřez pootočí. Úhel natočení α' můžete zadat v záložce Natočení průřezu.

Zadání natočení průřezu a zrcadlení L-profilu

V případě nesymetrických průřezů nabízí tato záložka také možnosti pro 'Zrcadlení' profilu. Můžete tak například upravit L-profil do správné polohy.

Pokud importujete průřez z databáze nebo z programu RSECTION, není třeba se o úhel natočení průřezu α' starat. Program RFEM úhel automaticky převezme. V případě vlastních profilů však musíte sami stanovit úhel hlavních os a poté upravit polohu pomocí natočení průřezu.

Hybridní

Možnost "Hybridní" je k dispozici pro průřezy typu "Parametrický - masivní II" a pro průřezy RSECTION průřezy z několika materiálů. V záložce Hybridní pak můžete například částem složených dřevěných průřezů přiřadit různé materiálové vlastnosti.

Zadání hybridního průřezu

Zadejte "Referenční materiál" - jeden z materiálů dílce -, který chcete použít pro stanovení ideálních průřezových vlastností složeného průřezu. Složky tuhosti konstrukčních prvků se stanoví ve vztahu k referenčnímu materiálu se zohledněním příslušných materiálových vlastností. Výběr referenčního materiálu však nemá žádný vliv na tuhost celého průřezu.

Tenkostěnný model

Pomocí zaškrtávacího pole 'Tenkostěnný model' můžete vybrat teorii použitou pro stanovení průřezových charakteristik pro průřezy typu 'Normované - Ocelové' a 'Parametrické - Tenkostěnné'. V případě masivního průřezu se například smykové plochy a moment setrvačnosti v kroucení určují jinou metodou, protože analytické řešení platí pouze pro tenkostěnné průřezy.

USA zápis pro průřezové charakteristiky

Symboly průřezových charakteristik se liší podle evropských a amerických konvencí. Pomocí zaškrtávacího políčka lze určit, zda se například statické momenty označí jako S nebo Q.

Vyhlazení napětí pro zamezení vzniku singularit

Vyhlazení napětí je vhodné především u složených dřevěných průřezů, aby se předešlo singularitám ve spojích. Smyková napětí tam často vedou k napěťovým špičkám, které mají nepříznivý vliv na posouzení. S touto funkcí se dosáhne lepšího rozložení napětí.

Porovnání mezi 'Bez vyhlazení napětí' (vlevo) a 'S vyhlazením napětí' (vpravo)

Průřezové charakteristiky

V této sekci jsou uvedeny nejdůležitější průřezové charakteristiky. Další parametry lze najít v záložce Průřezové hodnoty.

Průřezové plochy

Průřezové plochy se rozdělí na celkovou plochu 'Normálovou A' a plochy 'Smykovou A_y' a 'Smykovou A_z'. Smyková plocha A_y souvisí s momentem setrvačnosti I_z, smyková plocha A_z s momentem setrvačnosti I_y.

V následujícím odborném článku se dozvíte, jak stanovit smykové plochy:
https://www.dlubal.com/cs/podpora-a-skoleni/podpora/databaze-znalosti/000966

Smykové plochy ovlivňují smykovou deformaci, kterou je třeba zohlednit zejména u krátkých masivních prutů. Pokud měníte smykové plochy, měli byste se vyvarovat extrémně malých hodnot: smykové plochy jsou obsaženy ve jmenovatelích rovnic, takže mohou nastat numerické problémy.

Momenty setrvačnosti

Momenty setrvačnosti definují průřezovou tuhost vůči zatížení momenty: Moment setrvačnosti v kroucení I_T udává tuhost při kroucení okolo podélné osy, plošné momenty 2. stupně I_y a I_z tuhost při ohybu okolo lokálních os y a z. Osu y je třeba chápat jako "silnou" osu (hlavní osu největší tuhosti). Výsečový moment setrvačnosti I_ω popisuje odpor vůči deplanaci.

U nesymetrických profilů se uvádějí momenty setrvačnosti okolo hlavních os u a v průřezu. Lokální osy průřezu se zobrazují v obrázku průřezů.

Vlastnosti průřezu a osy L-profilu

Průřezové plochy a momenty setrvačnosti lze upravit pomocí součinitelů, které zadáte jako 'Změny konstrukce' pro daný průřez (viz kapitola Změny konstrukce).

Sklon hlavních os

Sklon hlavních os udává polohu hlavních os vzhledem ke standardnímu osovému systému symetrických průřezů. U nesymetrických průřezů se jedná o úhel α, který svírá osa y a osa u (kladně ve směru hodinových ručiček). Pro symetrické průřezy jsou hlavní osy jsou označeny jako y a z a pro nesymetrické jako u a v (viz obrázek Průřezové charakteristiky a osy).

Sklon hlavních os se stanoví podle následující rovnice:

Sklon hlavních os u průřezů z databáze nelze měnit. Průřez však můžete otočit o uživatelsky zadaný úhel: aktivujte k tomu políčko 'Natočení průřezu' v sekci 'Možnosti' (viz dostavec Natočení průřezu).

Rozměry (pro nestejnoměrná teplotní zatížení)

Rozměry průřezu šířka b a výška h jsou nutné pro výpočet teplotního zatížení.

Průřezové charakteristiky

V záložce Průřezové hodnoty jsou podrobně uvedeny vlastnosti průřezu.

Průřezové charakteristiky parametrického průřezu

Průřezové charakteristiky parametrických průřezů se stanoví pomocí RSECTION.

Statistika

Záložka Statistika poskytuje přehled o prutech v modelu, které mají daný průřez. 'Celkovou hmotnost' můžete například použít pro výkaz materiálu ocelových konstrukcí nebo pro odhad nákladů.

Statistika průřezu

Body

Geometrie průřezu je definována pomocí bodů. Jsou také základem pro Linie.

Body průřezu

Souřadnice definičních bodů jsou uvedeny v tabulce. Pokud vyberete řádek, zobrazí se tento bod v grafice průřezu červeně. U tenkostěnných průřezů jsou definiční body na středových liniích označeny symbolem +. Vygenerované kontrolní body pro oblouky jsou označeny symbolem zámku s +. Body na okrajích průřezu vyplývají z tloušťky prvků.

U oblouků lze v sekci 'Parametry' zobrazit kromě souřadnic bodů také parametry oblouku.

Atributy čar a výplně

body průřezu jsou spojeny liniemi, takže geometrie průřezu je definována jeho obrysem. Linie jsou také základem pro Parts.

Linie průřezu

Definiční body linií, typy a délky linií jsou uvedeny v tabulce. Pokud vybereme řádek, linie se v grafice průřezu zobrazí červeně.

Části

Z obrysových linií průřezu se vytvoří jedna nebo více částí.

Části průřezu

Pro každou část průřezu jsou v tabulce uvedeny definiční linie, materiál, průřezová plocha a lineární hmota.

Napěťové body

Napěťové body jsou nutné pro stanovení napětí v průřezu. Všechny průřezy z databáze jsou opatřeny napěťovými body v bodech průřezu důležitých pro posouzení.

Záložka Napěťové body se skládá až ze čtyř podzáložek. Zde si můžete prohlédnout souřadnice napěťových bodů, statické momenty a deplanační souřadnice s příslušnými tloušťkami (pro tenkostěnné průřezy) a také jednotková napětí vypočítaná podle tenkostěnné analýzy TWA (pro tenkostěnné průřezy průřezy) a metodou konečných prvků MKP.

Kontrola napěťových bodů a průřezových hodnot

Průběhy průřezových charakteristik a napětí můžete prohlížet v grafice průřezu: klikněte do sloupce s hodnotou nebo vyberte typ průběhu ze seznamu pod obrázkem.

Síť konečných prvků

Poslední záložka slouží k nastavení sítě konečných prvků, na základě které se stanoví průřezové charakteristiky a jednotková napětí.

Obě vstupní pole umožňují ovlivnit diskretizaci. Součinitel menší než 1 má za následek jemnější síť; součinitel větší než 1 má za následek hrubší síť. Obvykle zde nejsou nutné žádné úpravy.