Železobetonová stěna (EN)

Tento článek je dostupný také v dalších jazycích:
V následujícím návodu si ukážeme, jak krok po kroku namodelovat a posoudit betonovou stěnu se dvěma otvory.

1 Nový projekt

Vytvořte Nový projekt v aplikaci IDEA StatiCa Detail.

V Průvodci oblastí diskontinuit vyberte třídu Betonu a Výztuže a nastavte tloušťku Krytí betonu. Z nabízených šablon vyberte Stěnu.

V následujícím okně vyberte topologii oblasti diskontinuit – Stěnu s okenním a dveřním otvorem.

2 Geometrie

Začněte s definicí Geometrie. Šest položek již bylo vytvořeno šablonou automaticky: stěna W1, dva otvory O1 a O2 a tři liniové podpory LS1-3.

Posuňte dveřní otvor O2 doprava změnou její X-pozice bodu 2.

V tomto příklade pracujete s prefabrikovanou stěnou podepřenou dvěma liniovými podporami. Proto podporu LS3 jednoduše vymažte jejím výběrem v seznamu a kliknutím na křížek.

Geometrie stěny nyní vypadá takto:

3 Zatížení

Nyní můžete definovat Zatížení stěny. Jak vidíte, dva zatěžovací stavy a tři kombinace jsou již vytvořeny. Proto pouze upravte jejich obsah.

V zatěžovacím stavu LC1 (stálý) najdete dva Zatěžovací impulzy: svislé liniové zatížení LL1 na vrchní hranu 3 a vodorovné zatížení LL2 na levou hranu 4. Toto nastavení měnit nebudete.

V Zatěžovacích impulzech stavu LC2 (proměnlivé zatížení) smažte zatížení LL4.

Také upravte zatížení LL3: hodnotu změňte na -15 kN/m.

Prohlédněte si tři vytvořené nelineární kombinace zatížení: C1 je kombinace pro posouzení MSÚ (mezní stav únosnosti), dále C2 je kvazi-stálá kombinace a C3 častá kombinace, obě pro posouzení MSP (mezní stav použitelnosti). Dílčí součinitele zatěžovacích stavů vstupující do kombinací mohou být upraveny v tabulce Kombinace v záložce Zatěžovací stavy a kombinace.

Jelikož nepotřebujete vyhodnocovat jednotlivé zatěžovací stavy, ale pouze kombinace, nechejte příslušné položky v seznamu stavů a kombinací vypnuté. Analýza bude provedena pouze pro zatržené položky – kombinace C1, C2 a C3.

4 Výztuž

Upravili jste zatěžovací stavy a kombinace, můžete tedy přejít k definici výztuže.

Použijte Nástroje návrhu a zobrazte si oblasti tahu a tlaku.

Lineární výpočet

Nejprve nechte proběhnout Lineární výpočet.

Abyste lépe viděli oblasti nejvyšších tlakových napětí, nastavte v horní liště mezní hodnotu pro tlak na -1.4 MPa.

Topologická optimalizace

Druhou možností je použít Topologickou optimalizaci, která určí nejefektivnější části stěny pro daný objem materiálu.

Na následujícím obrázku je zobrazeno nejefektivnějších 40 % objemu stěny (červené části jsou tlačeny, modré taženy). Přepínání hodnoty efektivního objemu provedete v horní liště.

Nyní přepněte do Zadání/úpravy na liště. Výsledky Nástrojů návrhu si můžete ponechat vykreslené na pozadí, abyste věděli, kam umístit nosnou výztuž. Pokud chcete podkreslení vypnout, můžete tak učinit v horní liště.

Použijte již vytvořené položky výztuže, které jen mírně upravíte.

Jak vidíte na obrázku efektivního objemu z topologické optimalizace, nejdůležitější vložkou je šikmý prut. Jeho délka je však nedostatečná vzhledem k oblastem tahových napětí vytvořených mezi horním rohem dveřního otvoru a spodním rohem okenního otvoru.

Šikmý pruh prodloužíte tak, že na vložku kliknete přímo ve scéně, případně vyberete příslušnou řádek IB1 v seznamu. Změňte Úhel sklonu prutu a prodlužte Délku nahoře. Oranžová šipka ve scéně směřuje od spodního k hornímu konci prutu.

Dále také prodlužte pruty GB2 až k vrchnímu okraji stěny.

Vypněte zobrazení Nástrojů návrhu a přepněte zobrazení na Skutečný 3D v horní liště. Takto si můžete prohlédnout skutečnou reprezentaci výztuže ve 3D pohledu.

5 Posudek

S hotovou výztuží přejdete k výpočtu zatíženého modelu. Ten spustíte přepnutím se do Posudku v navigátoru vlevo a stisknutím tlačítka Posudek v horní liště. Výpočetní model se automaticky vytvoří a veškeré posudky se vyhodnotí.

V tabulce vlevo dole vidíte přehled všech posudků, množství aplikovaného stálého a proměnného zatížení a stav posudků (vyhověl/nevyhověl). V tabulce uprostřed můžete najít detailní výsledky výpočtu. Na obrázku je vidět výsledek posouzení na mezní stav únosnosti betonu.

V liště nahoře je možné změnit limitní hodnotu pro vykreslení – zobrazíte červeně pouze ty části betonu, které jsou tlačeny více než -1 MPa.

V záložkách nad tabulkou můžete měnit zobrazované posudky. V Souhrnu vidíte hlavní MSÚ/MSP výsledky. Pokud kliknete na řádek MSÚ/Pevnost výztuže, zobrazí se využití vložek (včetně označení nejkritičtějšího místa ve scéně).

Výsledky MSP zobrazíte vybráním příslušného řádku v tabulce (např. MSP/Omezení napětí).

Detailní výsledky pro MSÚ oceli a betonu otevřete kliknutím na záložku Pevnost. U betonu můžete změnou zobrazovaných veličin v horní liště vykreslit využití vzhledem k jeho pevnosti, hlavní napětí, přetvoření a také velikost redukčního součinitele k_c. Jak je vypsáno nad tabulkou, pro posouzení MSÚ byla uvažována kombinace C1.

Pro zobrazení obdobných veličin pro ocel, klikněte do řádku Výztuž. Změní se možnosti na liště a rozvinou se podrobné výsledky v tabulce (napětí a přetvoření jednotlivých vložek včetně jejich celkového využití).

V Kotvení vidíte výsledky bond modelu a zakotvení vložek výztuže. Výsledky zahrnují kotevní síly, průběh síly ve výztuži po délce vložky, napětí v soudržnosti a prokluz vložky proti betonu. Zde je vyobrazena celková síla přenášena danou skupinou vložek GB4.

Výsledky MSP najdete v záložkách Napětí, Trhliny a Průhyb. Pro mezní stav omezení napětí byla zohledněna nelineární kombinace C2 pro beton a C3 pro posouzení výztuže.

V záložce Trhliny vykreslíte spočítanou šířku trhlin (pro kombinaci C2). Tato šířka je porovnána s mezní hodnotou wlim.

Deformovaný tvar stěny zobrazíte v záložce Průhyb zapnutím příslušného tlačítka v horní liště.

6 Protokol

Všechny výsledky výpočtu můžete také prohlédnout ve výstupním protokolu. Protokol můžete upravit dle potřeby nebo exportovat do DOC/PDF formátu pomocí tlačítek v horní liště.

Navrhli jste, optimalizovali a posoudili dle normy část nosníku s otvorem.

Vzorové projekty

Stáhnout

Byl tento článek užitečný?

Vyzkoušejte program IDEA StatiCa

Stáhněte si zdarma zkušební verzi na 14 dní.