IDEA StatiCa novinky. verze 5.4

Transkript

1 IDEA StatiCa novinky verze 5.4

2 IDEA StatiCa Prestressing Spřažený spojitý nosník Postupná výstavba spojité konstrukce Hlavním vylepšením ve verzi 5 v části beton a předpjatý beton je modul pro analýzu a návrh spřaženého spojitého 2D a 3D nosníku vyrobeného z předem nebo dodatečné předpjatých prefabrikovaných nebo in situ betonovaných prvků následně zmonolitněných nad podporami pomocí diafragmat a dobetonované desky. Modul obsahuje nástroje pro jednoduché zadání, statickou analýzu s ohledem na fáze výstavby, dotvarování, smršťování a stárnutí betonu, a posouzení podle normy, a je rozšířením stávající funkcionality pro řešení prefabrikovaných a spřažených nosníků. Rozsah použití Nový modul je vhodný pro návrh různých typů železobetonových nebo předpjatých nosníků se spřaženou deskou, stropních konstrukcí složených z prefabrikovaných nosníků nebo žeber, které následně zmonolitní pomocí in situ betonované desky, stropních systémů se ztraceným bedněním, spřažených mostních nosníků a pro návrh oprav a zesílení existujících konstrukcí, a to podle norem EN a SIA.

3 Pro analýzu mohou být použity předdefinované katalogové průřezy, nebo průřezy zcela obecné. Snadné použití, správné a úplné řešení Osobitými rysy modulu pro spřažené konstrukce jsou úplnost a komplexnost. Návrhové metody jsou plně v souladu s požadavky Eurokódu a normy SIA. Zároveň je řešení snadné pro použití a efektivní pro každodenní potřeby odborníků z praxe. Zadávání se provádí rychle a jednoduše pomocí specializovaného průvodce. Veškeré údaje týkající se analýzy fází výstavby jsou generovány automaticky a jsou interpretovány způsobem inženýrům dobře známým, jako zatěžovací stavy, kombinace apod. Proto inženýr nemusí přizpůsobovat své pracovní postupy a logiku složitým metodám analýzy. Cílem bylo poskytnout správné a úplné řešení a zároveň problém zjednodušit. Proto je program spíše cíleně zaměřeným, jednoduchým a rychlým nástrojem, spíše než obecným a složitým hlavolamem připomínajícím puzzle.

4 Fáze výstavby Betonáž nosníků (mohou být různého stáří) novinky IDEA StatiCa 5.4 Předpínání předem Uskladnění na skládce Dočasné podpory Betonáž spřažené desky Konečné podpory a dodatečné předpínání kabelů spojitosti Fáze s ostatním stálým zatížením až do konce životnosti

5 Časově závislá analýza (TDA) Změny statického modelu konstrukce, průřezů nebo zatížení jsou modelovány pomocí fází výstavby. Účinky dotvarování, smršťování a stárnutí mají významný vliv na redistribuci napětí v čase, a tedy na napjatost průřezů v okamžiku zatížení konstrukce nahodilým zatížením. Tyto účinky jsou v IDEA Statica počítány modulem TDA. Časově závislá analýza byla rozšířena o možnost nelineárního výpočtu součinitele dotvarování podle EN , odstavec (4) v případě, že tlakové napětí v betonu v čase t 0 převyšuje hodnotu 0,45 f ck (t 0 ). Dosud byla hodnota napětí v betonu omezena na 0,45 f ck (t 0 ). Tato podmínka nemusí splněna být po zavedení nelineárního dotvarování, což zvyšuje hospodárnost návrhu konstrukce. Návrh průřezů Historie fáze výstavby a provozu ovlivňuje mezní únosnost a provozuschopnost těchto konstrukcí. Návrh průřezů dle norem EN a SIA v celém svém rozsahu plně odpovídá skutečnosti, že se ve dvou přilehlých vláknech pracovní spáry objeví rozdílná poměrná přetvoření a napětí.

6 o Mezní stavy únosnosti o Odezva napětí a přetvoření průřezu zatíženého jakoukoli kombinací vnitřních sil o Únosnost v ohybu, smyku a kroucení o Interakce všech složek vnitřních sil (N, My, Mz, Vy, Vz, T) o Smyková únosnost průřezů s/bez smykové výztuže, potrhané/nepotrhané v ohybu o Únava o Smyk ve spáře spřaženého průřezu o Obě metody nominální tuhosti a křivosti pro výpočet účinků druhého řádu o Mezní stavy použitelnosti o Omezení napětí o Šířka trhlin o Podmínka dekomprese o Křehký lom o Posouzení průhybu, výpočet, omezení podmínky štíhlosti Metoda podle Eurokódu 2 není vhodná pro výpočet smykového napětí ve spáře v případě rozdělení normálových napětí, které jsou právě typické pro betonový spřažený průřez. Metoda nezohledňuje redistribuci napětí v průřezu způsobenou postupnou výstavbou průřezu a rozdílným dotvarováním a smršťováním betonu obou spřažených částí průřezu. V rámci vývoje programu byla navržena, testována a implementována metoda výpočtu alternativní k metodě dle Eurokódu 2. Smykové napětí se vypočítá z rozdílu normálových sil působících na komponentách průřezu ve dvou sousedních řezech prvku. Numerické studie byly provedeny na základě skutečných příkladů spřažených nosníků z praxe. Metoda a výsledky byly prezentovány na mezinárodních konferencích a publikovány v odborných časopisech.

7 IDEA StatiCa Prestressing jiné typy konstrukcí novinky IDEA StatiCa 5.4

8 novinky IDEA StatiCa 5.4

9 IDEA StatiCa Concrete a Prestressing nové vlastnosti ve verzi 5.4 Nové vlastnosti vytvořily z IDEA StatiCa Prestressing kompletní profesionální nástroj pro analýzu a navrhování betonových a předpjatých konstrukcí. Kombinace pro mosty podle EN Zavedení skupin zatížení a možnost automatického generování kombinací mostů výrazně zlepšuje efektivitu a rychlost procesu navrhování, snižuje jeho pracnost, a pomáhá inženýrovi vyrovnat se s komplikovaností Eurokódu. Lze definovat, analyzovat a vyhodnocovat silniční i železniční skupiny zatížení a kombinace dle EN , tabulka 4.4a a Různé hodnoty součinitelů Ψ 0, Ψ 1 pro různé, ale současně působící zatížení jsou respektovány v souladu s tabulkami EN 1990/A1.

10 Prezentace vnitřních sil na nosníku se spřaženým průřezem Zlepšení srozumitelnosti a přehlednosti prezentace vnitřních sil působících na spřaženém průřezu bylo zavedeno ve výsledcích nosníků. Celkové výslednice vnitřních sil je možné nově prezentovat jak k těžišti celého spřaženého průřezu, tak k jeho aktuálně působící části. V případě zvolení možnosti zobrazit vnitřní síly k těžišti aktuálního průřezu se vnitřní síly budou vztahovat k těžišti ideálního průřezu určeného z aktuálně existujících fází průřezu a jejich přepínací výztuže. V betonových částech průřezu se uvažuje se změnou modulu pružnosti v důsledku stárnutí betonu. Ekvivalentní stáří betonu Odformování prefabrikovaného prvku, a vnesení předpětí se obvykle provádí ve stáří betonu menším než jeden den. Kapitola (5) normy EN ale neposkytuje vzorec pro pevnost betonu mladšího než 3 dny, což vlastně znemožňuje vnesení zatížení aniž by byla pevnost betonu ověřena zkouškami. Nová funkce IDEA Statica umožňuje zadání pevnosti betonu na základě zkoušek a výpočet ekvivalentního stáří betonu. Čas odpovídající fáze výstavby je příslušným způsobem upravena. Uživatelsky definované vnitřní síly Cílem bylo umožnit efektivní způsob navrhování předpjatých (mostních) desek / deskových a žebrových systémů / roštů v IDEA Statica. Předpokládejme, že mostní deska je modelován pomocí 2D prvků v některém ze 3D MKP systémů. "Integrační pásy" nebo "výsledkové nosníky" jsou v daném modelu definovány s cílem integrovat 1D vnitřní síly působící ve zvolených pásech. V 3D MKP systému je definováno a analyzováno pouze pohyblivé zatížení. Účinky pohyblivého zatížení jsou importovány do IDEA StatiCa Prestressing a následně jsou zde definovány skupiny zatížení pro mosty. Dále lze použít všechny specializované funkce IDEA Statica návrh a posouzení napětí a geometrie kabelu a zadání a analýza fází výstavby.

11 Jsou vypočteny ztráty předpětí a ekvivalentní zatížení od předpětí. Vnitřní síly způsobené všemi typy zatížení, kromě účinků pohyblivého zatížení, jsou určeny v IDEA StatiCa metodou konečných prvků v kombinaci s časovou analýzou TDA. Dále je v programu IDEA Statica proveden detailní a komplexní návrh průřezu. Nový HTML protokol v IDEA StatiCa RCS Je k dispozici nový typ protokolu o statickém výpočtu, což zvyšuje stabilitu a rychlost protokolu. Úhel tlakové betonové diagonály Úhel tlačené betonové diagonály (pro model příhradové analogie s variabilním úhel diagonál použitý v EN ), může být v programu stanoven různě pro různě vyztužené průřezy. Tato nová funkce zlepšuje variabilitu zadání, což může učinit návrh ekonomičtější.

12 Smyková výztuž ohyby v RCS Nový typ smykové výztuže ve formě ohýbaných vložek podélné výztuže lze definovat pro přenos posouvající síly, což zvyšuje rozsah použití programu. Prezentace reakcí nebo intenzity napětí v uložení Kromě kreslení reakcí v MKP uzlech jsou možné tři nové způsoby prezentace reakcí: Průměrná intenzita napětí v uložení, která připadá na jednotlivé uzly MKP Lineární intenzita napětí v uložení podél liniové podpory Konstantní intenzita napětí v uložení podél liniové podpory Prezentace vnitřních sil na nosníku se spřaženým průřezem v IDEA StatiCa RCS Podobně jako u prezentace výsledků na nosníku, viz výše, byla zavedena I v IDEA Statica RCS zlepšení srozumitelnosti a přehlednosti prezentace vnitřních sil působících na spřažené průřezy. Lambda 0 Zlepšení při výpočtu koeficientu podle normy EN (příloha NN 3.2, pro beton v tlaku podle NN. 115) velmi zjednodušuje práci uživatele při posuzování vlivů únavy. Byla rovněž rozšířena související část protokolu. Excentrická zatížení na nosníku Byla zavedena možnost zadání a analýzy excentricit vybraných typů zatížení: (a) bodové síly, (b) rovnoměrné zatížení, (c) liniové zatížení. Slovenská příloha EN Změny a opravy NA STN: Zmena NA V 03/07, Oprava AC V 05/08, Oprava AC2 V 01.11, Zmena NA / Z1 V 05/13

13 IDEA Connection Přípoje novinky IDEA StatiCa 5.4 Model Nová operace Obecný svar umožnuje spojit hranu kteréhokoliv plechu s jiným plechem. Svaru lze nastavit potřebné vlastnosti. Výpočet Výpočty v IDEA Connection jsou poměrně rychlé, ale u větších projektů a složitějších styčníků určitý čas vyžadují. Nová vlastnost ukládání výsledků může práci výrazně urychlit. Výsledky se ukládají zároveň s projektem. Po znovuotevření projektu jsou výsledky hned k dispozici. To projektant určitě ocení například při vytváření souhrnného protokolu. Posudky Stabilitní výpočet je zásadní inovací této verze. Pro každý zatěžovací stav lze nyní spočítat také lokální boulení. Program poskytne kritický násobek aplikovaného zatížení, při kterém dojde ke ztrátě stability některého z plechů. Výpočet rotační tuhosti připojení libovolného prutu ke styčníku byl k dispozici i v předchozích verzích. Nyní byly možnosti programu rozšířeny o výpočet normálové tuhosti připojení prvku.