Stabilita štíhlých železobetonových sloupů s krátkými konzolami

Tento článek je dostupný také v dalších jazycích:
Prefabrikované prvky jsou často navrhovány velmi štíhlé, aby se minimalizovala jejich hmotnost, optimalizoval materiál a v neposlední řadě aby se zlepšila také estetická stránka budovy. Jak se ale vypořádat se stabilitou železobetonových sloupů s ohledem právě na jejich štíhlost a konstrukci navrhnout nejen ekonomicky, ale i bezpečně?

Inženýrský problém

Představte si, že máte navrhnout železobetonový sloup. Investor požaduje, aby byl sloup co nejštíhlejší a obsahoval krátké konzoly, na které budou uloženy navazující nosníky. Průřez sloupu je obdélníkový, rozměry jsou… třída betonu je… Sloup přenáší proměnná zatížení ze střechy (užitné zatížení, sníh a vítr), vlastní tíhu a excentrické bodové zatížení z navazujících nosníků prostřednictvím krátkých konzol.

Jak řešit stabilitu štíhlých prefabrikovaných železobetonových sloupů s krátkými konzolami?

K řešení tohoto úkolu se můžete vydat cestou manuálních, ale zdlouhavých výpočtů. Můžete také použít jednoduché nástroje v podobě excelovských tabulek. Anebo využijete moderní nástroj, se kterým vyřešíte úkol během několika minut.

Výše zmíněný inženýrský problém je ideální úlohou pro aplikaci IDEA StatiCa Member. Díky pokročilým analýzám navrhnete a posoudíte štíhlé železobetonové sloupy během několika minut. Pracovní postup byl vyvinut tak, abyste byli schopni velmi jednoduše vytvořit konstrukční model, zadat veškerá zatížení působící na prvek, navrhnout výztuž, ihned spustit výpočet a projít jednotlivé posudky. Pro výpočet využívá IDEA StatiCa Member pokročilé nelineární analýzy (GMNIA) pro zajištění reálného chování štíhlých prvků náchylných ke ztrátě stability před dosažením mezní únosnosti materiálu.

Začněme ale od začátku:

  • Zadejte geometrii pomocí obecného zadání. Díky číslování uzlů můžete konstrukční model definovat velmi jednoduše.
  • Jak se co nejrychleji zorientovat v modelu? Styčníky jsou zobrazeny kostkou, který je zvýrazněna, když se daný styčník označí buď v navigačním stromu nebo v grafickém 3D okně. Kliknutím na Styčníky v pásu karet mohou být zobrazeny také jejich popisky. Můžete přepínat mezi tělesem, průhledným, nebo drátovým typem zobrazení.
  • V případě potřeby využijte navazující prvky. Pokud navazující prvek v konstrukci existuje, doporučujeme jej namodelovat tak, aby bylo zohledněno skutečné chování konstrukce nebo okrajové podmínky analyzovaného prvku. Dejte pozor a zkontrolujte, zda podpory odpovídají globálnímu modelu celé konstrukce.
  • Jak co nejrychleji a nejefektivněji vytvořit samotný model? Využijte pravé tlačítko myši. Jednoduše zadejte zatížení nebo vyztužení.
  • IDEA StatiCa Member vám nabízí návrh liniového nebo bodového zatížení všech prvků. Jak analyzovaných, tak navazujících.
  • Optimalizujte rozložení výztuže pomocí zapínání či vypínání jednotlivých checkboxů vyztužení. Druhou možností je úprava výztuže přímo v okně vlastností namísto spouštění editoru výztuže.
  • Spusťte všechny typy nelineárních analýz a projděte odpovídající výsledky a posudky.

Samostatný prvek nebo celá konstrukce?

Líbí se vám pracovní postup zmíněný výše, ale preferujete tvorbu globálního modelu celé konstrukce v MKP softwaru (SCIA EngineerRFEMAxisVMRobot Structural AnalysisSAP2000, atd.) namísto řešení samostatného prvku?

I tohle není problém. Aplikaci IDEA StatiCa Member propojíte s vaším globálním MKP modelem pomocí aplikace Checkbot. Prvek včetně geometrie, materiálu a zatížení importujete do IDEA StatiCa Member přímo z něj. Poté nastavíte okrajové podmínky a následně spustíte GMNIA analýzu. Podívat se, zda je váš software kompatibilní s aplikací IDEA StatiCa můžete zde

A jak postupovat při návrhu krátkých konzol?

Krátká konzola je krásným příkladem oblastí diskontinuit, ve kterém není možné použít klasickou nosníkovou teorii. K tomuto účelu slouží Compatible stress field method (CSFM), kterou jsme vyvinuli a implementovali do aplikace IDEA StatiCa Detail. Pokud vás zajímá, jak provést návrh a posouzení krátké konzoly, podívejte se na náš návod nebo webinář věnovaný tomuto tématu.

Proč IDEA StatiCa Member?

Aplikace IDEA StatiCa Member pro betonové konstrukce byla vyvinuta s cílem nabídnout inženýrům jednoduchý nástroj pro řešení složitých úkolů, jakými mohou být například zohlednění nelineárního chování, posouzení stability štíhlých sloupů, zohlednění materiálních a geometrických nelinearit včetně počátečních imperfekcí a dodržení požadavků normy (prozatím pouze Eurokódu). 

Využívejte pokročilou analýzu zabalenou do podoby jednoduchého pracovního postupu a přívětivého uživatelského prostředí!

Líbil se vám tento příspěvek? Nenechte si ujít podobná témata!

Přidejte se k tisícům inženýrů po celém světě a nechte si zasílat odborné tipy a zajímavosti přímo do své e-mailové schránky.