Co když to nejde tím správným směrem?

Tento článek je dostupný také v dalších jazycích:
Našli bychom je téměř v každé konstrukci. Nosníky a konstrukční prvky, které vstupují do uzlu s určitou excentricitou od ideální polohy osy. Je stále ještě bezpečné excentricitu zanedbat, nebo by měla být přece jen zohledněna? Častá otázka, na kterou neexistuje univerzální odpověď.

Podobnou situaci zná každý projektant. Statický model celé konstrukce má všechny osy prutů vzorně připojeny přímo v konstrukčním uzlu. Vše je krásně čisté a přehledné. Realita je však často trochu někde jinde.

Příkladem může být přípoj nosníku ke sloupu se ztužidly poblíž. V takovém přípoji je sloup často jediným prutem s polohou osy shodnou se statickým modelem. Vodorovné nosníky jsou zalícovány do úrovně horní příruby, takže v případě, že se průřezy nosníků liší, jsou jejich osy v různých výškových úrovních.

Ztužidla s excentricitou

Ještě častějším rozdílem mezi modelem a skutečností jsou pozice ztužidel s excentricitou vůči optimálnímu směru – tedy vůči směru přímo do uzlu. Příčina může být ve výrobě, v proveditelnosti montáže nebo v estetické podobě konstrukce. Poměrně často by ideální směr ztužidel zapříčinil nepřiměřeně velké přípojné plechy nebo kolize s jinými pruty.

Pak ale vyvstane otázka č. 1:

Bude mít takový posun osy prutu dopad na nosnou konstrukci?

Odpověď je na snadě – ano, bude. Do konstrukčních prvků se vnáší další sekundární vnitřní síly, jakými jsou například posouvající síly nebo ohybové a kroutící momenty. Tyto faktory někdy snižují a jindy zase zvyšují napětí v jednotlivých prutech.

Vliv excentricity na hlavní nosník

Po ní přichází na řadu otázka č. 2:

Je nutné, aby se takové excentricity prutů zpětně zavedly do původního výpočetního modelu celé konstrukce? Zodpovědět tuto otázku není vůbec jednoduché!

Řekli bychom, že ve většině případů jsou podobné excentricity v detailech zanedbány. A je to zcela pochopitelné. Situace by musela být opravdu velmi nestandardní, aby způsobila výrazné komplikace. 

Co se ale může stát je, že vliv excentricit na statiku celé konstrukce nebude na první pohled úplně zřejmý. A to je pro statika naprosto neakceptovatelná situace. Jeho posláním je přece zajistit stabilní a bezpečnou konstrukci. Jak tedy celý problém vyřešit?

Jeden z příkladů bezpečných scénářů:

  1. Statik spočítá hlavní nosnou konstrukci a zašle vyhovující FEA model konstruktérovi.
  2. Konstruktér přenese model (pomocí exportu/importu BIM nebo ručně) do CAD aplikace, ve které vyřeší všechny přípoje potřebné pro výrobu a montáž.
  3. Poté zajistí potvrzení od statika, který zkontroluje, že navržené přípoje jsou v souladu s konkrétními požadavky norem a předpisů. Proto zašle CAD model zpět statikovi.
  4. Statik zkontroluje rozdíly mezi původní geometrií a geometrií konstrukce od konstruktéra. A nyní přichází okamžik volby:

          a)   Provede rychlou revizi konstrukce a vyhodnotí ji na základě svých zkušeností.

          b)   Aplikuje původní síly na novou geometrii od konstruktéra a zanalyzuje přípoje.

          c)   Změní původní FEA model podle CAD modelu, znovu vše spočítá a zanalyzuje přípoje.

Kde ale v těchto scénářích figuruje IDEA StatiCa?

V situaci 4a) nemáme možnost příliš pomoci.

Ve scénářích 4b) a 4c) však nabízejí aplikace Checkbot a Connection opravdu neocenitelnou pomoc – díky schopnosti rozpoznat a zpracovat modely z různých softwarů obou typů prostředí – FEA a CAD řešení.

FEA model s excentrickými pruty

(příklad FEA modelu s excentricitami)

Jakmile model naimportujete, je již velmi jednoduché vybrat jakýkoliv uzel a posoudit jej v aplikaci Connection.

Vícenásobné uzly

Před vydáním verze 22 byly podobné situace pro statika velmi náročné. Typickým příkladem byly právě prvky vstupující do jednoho styčníku, ale neležící ve stejném uzlu. Algoritmus je vyhodnotil jako samostatné přípoje a uživatel si musel pomoci manuální úpravou modelu. 

S příchodem IDEA StatiCa Connection 22 je práce mnohem jednodušší. Checkbot automaticky rozpozná, když blízké uzly náleží ke stejnému styčníku. Uživatel sám má navíc možnost určit, které další prvky k takovému styčníku náleží.

Multi-výběr prvků

Tímto způsobem je možné vybrat konkrétní sadu prutů, které ke konkrétnímu styčníku patří.

1 styčník

Na první pohled se může zdát, že se jedná o pouze nepatrné vylepšení z hlediska uživatelského rozhraní. Opak je ale pravdou. Jedná se o poměrně důležitý krok směrem k cíli, kterým je analýza reálných konstrukcí, a nikoli pouze těch modelových – teoretických.

Ať už si statik zvolí možnost 4b) nebo 4c), v obou případech bude analýza přípojů rychlá a lze díky ní eliminovat obavy pramenící z vlivů excentricit prutů na konstrukci.

Pokud vás zajímají i další vylepšení, které jsme do IDEA StatiCa 22 zahrnuli, můžete přečíst náš článek k nové verzi.

Did you like this post? Don't miss similar topics!

Join 10,000 fellow engineers and get expert engineering tips straight to your inbox.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Rozlučte se s Code-check Managerem – přichází Checkbot!

Styčníkový plech - je ještě vůbec co řešit?

Klopení a kroucení nosníku

Co je nového v IDEA StatiCa 22.0