Workshop RIBfem TRIMAS Navrhování ŽB na MSP Bílé vany Statický výpočet a návrh podzemní vodonepropustné železobetonové šachty
Tato uživatelská příručka je určena jako pracovní předloha uživatelům systému RIBTEC. Postupy uvedené v této příručce, jakož i příslušné programy jsou majetkem RIB. RIB si vyhrazuje právo bez předchozího upozornění provádět změny v této dokumentaci. Software popisovaný v této příručce je dodáván na základě Kupní softwarové smlouvy. Tato příručka je určena výhradně zákazníkům RIB. Veškeré uváděné údaje jsou bez záruky. Bez svolení RIB nesmí být tato příručka rozmnožována a předávána třetím osobám. V otázkách záruky odkazujeme na naše Všeobecné smluvní podmínky pro software. Copyright 2015 RIB stavební software s.r.o. RIB stavební software s.r.o. Zelený pruh 1560/99 140 00 Praha 4 telefon: 241 442 078 email: info@rib.cz Stav dokumentace: 04-2015 RIBTEC je registrovaná značka RIB stavební software s.r.o. Windows Vista, 7 a 8 jsou registrovanými obchodními názvy společnosti Microsoft Corp. Další v této příručce používané názvy produktů jsou pravděpodobně vlastnictvím jiných společností a jsou používány pouze pro účely identifikace.
strana 3 Popis konstrukce Kontrola min. konstrukční tloušťky dílců na vodonepropustnost OBSAH 1 STATICKÝ VÝPOČET A NÁVRH ŽELEZOBETONOVÉ ŠACHTY 5 1.1 Popis konstrukce 5 1.2 Základní konstrukční parametry 6 1.3 Požadavky na vodonepropustnost 6 1.3.1 Kontrola min. konstrukční tloušťky dílců na vodonepropustnost 6 1.3.2 Tlakový spád, požadavek na šířky trhlin, výška tlačené zóny 6 1.4 Zatížení 6 1.5 Přehled hlavních pracovních kroků 7 1.6 Zadání výpočetního modelu 7 1.6.1 Vytvoření a start nového projektu RIBfem TRIMAS 7 1.6.2 Nastavení typu objektu a normy 8 1.6.3 Zadání geometrie výpočetního modelu 9 1.6.3.1 Definice plochy dna šachty 11 1.6.3.1.1 Vytvoření prostupů v ploše dna 13 1.6.3.2 Definice ploch obvodových stěn šachty 13 1.6.3.3 Definice ploch obvodových stěn čerpadlové jímky 14 1.6.3.4 Definice plochy dna čerpadlové jímky 15 1.6.3.5 Definice plochy víka šachty 16 1.6.3.5.1 Uvolnění ohybového spoje víka se stěnami šachty 16 1.6.3.5.2 Odstranění singularity výpočetního modelu 18 1.6.4 Zadání zatížení 20 1.6.4.1 Zatěžovací stav Vlastní tíha 20 1.6.4.2 Zatěžovací stav Zásyp víka 21 1.6.4.3 Zatížení stěn tlakem zeminy 22 1.6.4.3.1 Srovnání orientace lokálních systémů stěn 22 1.6.4.3.2 Zatěžovací stav Boční tlak sever 24 1.6.4.3.3 Zatěžovací stav Boční tlak východ 25 1.6.4.3.4 Zatěžovací stav Boční tlak jih 25 1.6.4.3.5 Zatěžovací stav Boční tlak západ 26 1.6.4.4 Zatěžovací stav naplnění šachty kapalinou 26 1.6.4.4.1 Změna kvazistálého součinitele psi.2 pro naplnění šachty kapalinou 28 1.6.4.5 Zatěžovací stav pojezdu terénu vozidlem 28 1.6.5 Návrhové kombinace 29 1.6.6 Ukončení zadání výpočetního modelu 29 1.7 Výpočet FEM, kombinace a návrhy železobetonu 30 1.7.1 Upřesnění parametrů a nastavení pro návrhy ŽB 31 1.7.1.1 Všeobecné návrhové parametry 31 1.7.1.2 Návrhové parametry pro MSÚ 32 1.7.1.3 Návrhové parametry pro MSP 34 1.7.1.4 Přenesení návrhových parametrů na ostatní dílce 35 1.7.2 Start výpočtu, kombinací a návrhů ŽB 36
Popis konstrukce strana 4 Kontrola min. konstrukční tloušťky dílců na vodonepropustnost 1.8 Kontrola a vyhodnocení výsledků 38 1.8.1 Základní kontrola výpočetního modelu zobrazení deformací 39 1.8.2 Zobrazení výsledků návrhů ŽB na MSP 39 1.8.2.1 Zobrazení nutných ploch výztuže 40 1.8.2.2 Zobrazení rozhodujícího mezního stavu 42 1.8.2.2.1 Rozhodujícího mezní stav pro max. výztuže 42 1.8.2.2.2 Rozhodujícího mezní stav pro napětí 43 1.8.2.3 Textová rekapitulace výsledků návrhů na MSP 44 1.8.2.4 Zobrazení míst s trhlinami 46 1.8.2.5 Detailní textový protokol návrhů a posouzení na MSP 48 1.8.2.6 Výška tlačené zóny ve stavu s trhlinami 54 1.8.3 Protokol řešených zatěžovacích stavů a jejich návrhových kombinací 54 1.8.4 Další užitečná zobrazení výsledků 56 1.8.4.1 Nutná výztuž v řezu konstrukcí a součet množství výztuže v řezu 56 1.8.4.2 Napětí v základové spáře a dotaz na kombinace min/max 56 1.8.5 Teoretická spotřeba výztuže 57 1.8.6 Smyková výztuž 58 2 POUŽITÝ FUNKČNÍ ROZSAH SOFTWARU RIBFEM TRIMAS 59
strana 5 Popis konstrukce Kontrola min. konstrukční tloušťky dílců na vodonepropustnost 1 1.1 Popis konstrukce Následující výklady popisují postup zadání geometrie, zatížení, materiálových a návrhových parametrů pro statický výpočet (FEM), návrh a vyhodnocení železobetonové (prefabrikované) konstrukce jednoduché podzemní šachty v systému RIBfem TRIMAS. Řešeny jsou mezní stavy únosnosti (MSÚ) a použitelnosti (MSP), včetně požadavku na vodonepropustnost. Vlastní výrobní a technologické postupy, receptury betonu, těsnění pracovních spár, prostupů apod. nejsou řešeny, neboť tato témata nejsou přímo předmětem softwarové podpory navrhování. Tvar a rozměry šachty vyplývají z následujících obrázků. Pro usnadnění zadání geometrie šachty je k dispozici její půdorys ve formátu DXF (2D, rovina xy, jednotky [mm]), název souboru Sachta.dxf. Tento soubor se nachází ve standardní složce demonstračních příkladů RIBfem TRIMAS, podsložka MSP.
Základní konstrukční parametry strana 6 Kontrola min. konstrukční tloušťky dílců na vodonepropustnost 1.2 Základní konstrukční parametry Konstrukční provedení šachty je následující: beton C30/37 výztuž B500A, max. průměr prutů 16 mm, osové krytí výztuže horní/dolní u desek, resp. vnitřní/vnější u stěn 40/40 mm, tloušťka krycí vrstvy výztuže betonem 35 mm, betonářské sítě jako horní a dolní konstrukční výztuž 3,85 cm 2 /m, jednotná tloušťka stěn a desek 200 mm, třída prostředí XC4, ohybově tuhé provedení styků základová deska stěny a rohů stěn, volně osazené víko šachty, tj. bez přenosu horizontálních zatížení a ohybových momentů do svislých stěn, alternativně lze např. modelovat i víko osazené na trny nebo s fazetou, homogenní (vyštěrkovaná a rovnoměrně zhutněná) základová spára, (pružinová konstanta plošného uložení ve svislém směru cca 9.000 kn/m 3 ). 1.3 Požadavky na vodonepropustnost Šachta má být realizována jako vodonepropustná podle Technických pravidel ČBS, Směrnice pro vodonepropustné ŽB konstrukce, a to za následujících podmínek: třída namáhání 1, tj. tlaková a netlaková voda, dočasně vzdutá prosakující voda, třídy užívání B, tj. vznik vlhkosti na povrchu betonové konstrukce je přípustný, výška návrhové vodní hladiny = zaplnění šachty 2,7 m. 1.3.1 Kontrola min. konstrukční tloušťky dílců na vodonepropustnost Z tabulky 1 Technických pravidel ČBS, Směrnice pro vodonepropustné ŽB konstrukce plyne pro danou třídu namáhání č. 1 požadavek na min. tloušťku prefabrikovaných stěn a základových desek d min = 200 mm. Tuto podmínku konstrukce prefabrikované šachty s navrženou tloušťkou dskut. = 200 mm všech stěn a desek splňuje. 1.3.2 Tlakový spád, požadavek na šířky trhlin, výška tlačené zóny Max. šířka trhlin pro návrhy ŽB se stanoví dle požadavků na vodonepropustnost. Rozhodujícím parametrem je tzv. tlakový spád = návrhová výška vodní hladiny 2,7 m / tloušťka stěny 0,20 m = 13,5. Hodnotě tlakového spádu 10 < 13,5 < 15 odpovídá v tabulce 2 Technických pravidel ČBS, Směrnice pro vodonepropustné ŽB konstrukce při třídě namáhání 1 a třídě užívání B. max. dov. šířka trhliny wk = 0,15 mm. Dle Technických pravidel ČBS lze alternativně připustit i vznik širších trhlin w k 0,20 mm, musí však být splněna podmínka dodržení minimální výšky tlačené zóny ŽB průřezů x 30 mm, resp. x 1,5 * Dmax, kde Dmax je max. průměr kameniva. Nemůže být tedy použito větší kamenivo než o průměru 20 mm. 1.4 Zatížení Jsou uvažována následující zatížení: vlastní tíha ŽB konstrukce, výška přesypu zeminou 800 mm, rovnoměrný obsyp zeminou, specifická tíha zeminy 20 kn/m 3, zaplnění kapalinou po horní okraj šachty 10 kn/m 3, přitížení víka šachty roznosem zatížení od pojezdu vozidla 5 kn/m 2, silové a deformační zatěžování, staří betonu v době 1. zatěžování 28 dnů.
strana 7 1.5 Přehled hlavních pracovních kroků Přehled hlavních pracovních kroků Vytvoření a start nového projektu RIBfem TRIMAS Krok 1: zadání výpočetního modelu zadání geometrie výpočetního modelu včetně vlastností konstrukčních prvků definice zatížení s automatikou návrhových kombinací Krok 2: výpočet a návrh upřesnění návrhových parametrů na MSÚ a MSP výpočet vnitřních účinků, kombinací a návrhů ŽB Krok 3: kontrola, vyhodnocení a dokumentace výsledků kontrola deformací max. nutné plochy výztuže zobrazení oblastí s trhlinami detailní kontrola zvoleného místa konstrukce 1.6 Zadání výpočetního modelu 1.6.1 Vytvoření a start nového projektu RIBfem TRIMAS Z nabídky Windows Start zvolte funkci RIB > RIB stavební statika > RIBfem > Start RIBfem. V panelu Start RIBfem zvolte nebo vytvořte novou libovolnou složku (např. Projekty) a tlačítkem Nová položka startujte proces vytvoření nové zadávací položky. V nabídnutém panelu RIB Statika stavebních konstrukcí se postavte na podskupinu RIBfem Metoda konečných prvků, produkt TRIMAS Prostorový systém FEM a zadejte název položky např. Sachta. Po potvrzení tlačítkem OK se objeví další panel RIBTEC Navigator Položka: Sachta.x3d. V panelu RIBTEC Navigator se postavte na funkci Úpravy a stisknutím tlačítka Provést (nebo poklepáním na funkci Úpravy) spustíte vlastní prostředí RIB TRIMAS Generování na zadání výpočetního modelu.
Zadání výpočetního modelu strana 8 Nastavení typu objektu a normy Panel Start RIBfem v pozadí již nebudete k dalšímu postupu potřebovat a může být proto ukončen. Proces RIBTEC Navigatoru může být ponechán v pozadí. Popř. lze tento kdykoliv opět spustit poklepáním na jakýkoliv dokument (položku) typu *.X3D. Zobrazení roviny konstrukčního rastru (tečkovaný čtverec v pozadí) lze vypnout funkční klávesou F2. 1.6.2 Nastavení typu objektu a normy Nastavte typ objektu a návrhovou normu pomocí funkce Možnosti > Normy v panelu Řízení návrhů na následující hodnoty: Trvalá situace, ČSN EN 1992-1-1, Pozemní stavby, Beton, Speciální pozemní stavby.
strana 9 Zadání výpočetního modelu Zadání geometrie výpočetního modelu 1.6.3 Zadání geometrie výpočetního modelu Jedná se o prostorový výpočetní model, tudíž nabídnutý panel filtru úlohy 3D systém převezmeme a potvrdíme. Jako základ pro vytvoření geometrie výpočetního modelu využijeme již dříve zmíněná data CAD ve formátu dxf. Zvolte funkci Soubor > Rozhraní > DXF > Otevřít, přejděte do podsložky MSP demonstračních příkladů RIBfem TRIMAS a vyberte soubor Sachta.dxf. Nabídnutý faktor převýšení změňte na 0,001 (data CAD v [mm] se převádí na [m]), v nabídnutém panelu Načíst data DXF zvolte hladiny w_achs_1 / w_achs_2 a hladinu prostup. Na záložce transformace zkontrolujte překlopení kladného směru osy Y (to proto, aby zatížení vlastní tíhou působilo logicky v kladném směru osy Z) a potvrďte načtení dat. Načtené červené čáry vnějšího obrysu desky nebudeme potřebovat (pro generování ploch stěn se využijí žluté čáry jejich os). Tyto postupně vymažeme pomocí funkce Linie > Smazat (potvrdit panel včetně bodů ).
Zadání výpočetního modelu strana 10 Zadání geometrie výpočetního modelu Kruhový obrys prostupu ve dně šachty rozdělíme ze stávajících dvou na osm dílčích segmentů. Vygeneruje se tak příznivější síť konečných prvků. Použijte opakovaně funkci Linie > Dělit > Ve středu a označte postupně původní a nově rozdělené kruhové oblouky a po dosažení rovnoměrného dělení obrysu prostupu. Při této akci okamžitě vznikají na dělených segmentech nové body.
strana 11 Zadání výpočetního modelu Zadání geometrie výpočetního modelu 1.6.3.1 Definice plochy dna šachty Popis výpočetního modelu zahájíme zadáním deskové plochy dna šachty. Aktivujte funkce Stěnodesek kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Vytvořit > Na linii. V nabídnutém panelu Parametry skořepiny pomocí tlačítek s textem postupně nově definujte a přiřaďte požadované vlastnosti plochy dna.
Zadání výpočetního modelu strana 12 Zadání geometrie výpočetního modelu Po potvrzení panelu Parametry skořepiny tlačítkem OK postupně označujte čáry (= osy stěn) obrysu dna až jejich uzavřením vznikne nová plocha. Tzv. subsystémy usnadňují orientaci a práci s prostorovými výpočetními modely. Jejich funkce je obdobná jako u tzv. hladin nebo fólií v systémech CAD. Název dílce slouží k jeho identifikaci v rámci návrhů, vyhodnocení a dokumentace. Zpravidla se automaticky odvozuje průběžným číslováním od názvu subsystému. V jednom subsystému může být více dílců a entit, a to i různého typu. Uživatelsky častý dotaz směřuje ke správnému určení hodnoty pružinové konstanty elastického (Winklerovského) uložení. Upozorňujeme, že se u těchto pružinových konstant z principu jejich definice nejedná o materiálové konstanty! Hodnota pružinové konstanty totiž obecně závisí na tvaru základové konstrukce, zatížení a skladbě podloží. Pružinová konstanta k s,m podloží ve svislém směru je dána vztahem: k s,m = σ 0,m s m kde σ 0,m je průměrné napětí v základové spáře a s m je průměrné sedání základu. Zejména výsledky absolutních hodnot sedání, spočtené touto metodikou, se mohou od skutečnosti významně lišit. Realistické výsledky sedání a tlaků v základové spáře lze však stanovit významně dokonalejší metodika výpočtu, např. pomocí tzv. vrstevnaté podloží, tedy poloprostoru, viz funkční rozšíření TRIMAS RTbodenmodell. V případě homogenního podloží bez zlomů v průběhu geologických vrstev a při upravené základové spáře jsou výsledky výpočtu podloží pomocí elastického uložení pro stanovení vnitřních účinků a navazující návrh nutných ploch výztuže relativně tuhých železobetonových základových konstrukcí dostatečné. Následující tabulka (zdroj: Schneider, Bautabellen für Ingenieure mit Berechnungshinweisen und Beispielen, 13. vydání, Werner Verlag) uvádí orientační hodnoty pružinové konstanty uložení pro různé typy podloží. Jedná se o svislý směr; hodnotu pro vodorovný směr je třeba odhadnout z předpokládaných poměrů tření v základové spáře.
strana 13 Zadání výpočetního modelu Zadání geometrie výpočetního modelu Druh podloží el. uložení MN/m 3 Druh podloží el. uložení MN/m 3 štěrk, hrubozrnný 120-200 písek s příměsí jílu 60-80 štěrk, jemnozrnný 80-120 písek s jílem 40-80 štěrk, s příměsí jílu 70-100 jíl, mírně plastický 30-80 štěrk, s jílem 60-80 jíl, středně plastický 15-30 písek, hrubozrnný 40-80 organická zemina 5-15 písek, jemnozrnný 40-60 1.6.3.1.1 Vytvoření prostupů v ploše dna Dva prostupy v ploše dna kruhový pro přívod potrubí a čtvercový pro čerpadlovou jímku vytvoříme pomocí funkce prostupů. Aktivujte funkce Prostupy kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Vytvořit > Na jednu linii a postupně označujte čáry obrysu nejprve jednoho a pak druhého prostupu tak, až jejich uzavřením vzniknou 2 nové prostupy, které se schematicky zobrazují se stínem. Uzavření opakování funkce definice prostupů se ukončí pravým tlačítkem myši. Pomocí horké klávesy n lze vynutit aktualizaci sítě MKP, na zadanou geometrii. 1.6.3.2 Definice ploch obvodových stěn šachty Stěny šachty vytvoříme vytažením jejich os směrem nahoru, tj. v záporném směru osy Z o požadovanou výšku 2,4 m (modelujeme ve vzdálenosti střednicových rovin). Aktivujte funkce Stěnodesek kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů a z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Vytvořit > Z linie. V nabídnutém panelu Parametry skořepiny pomocí tlačítek s textem postupně upravte nastavení pro požadované vlastnosti ploch stěn. Vytvořte a nastavte nový subsystém Stěny. Nezapomeňte vypnout elastické uložení stěn. Jejich působení se uvažuje bez popř. příznivého účinku odolnosti obsypu. Dělení linie = počet konečných prvků po výšce stěny zadejte např. 6, což odpovídá shodné délce hrany prvku 0,4 m, která byla nastavena již při definici plochy dna.
Zadání výpočetního modelu strana 14 Zadání geometrie výpočetního modelu 1.6.3.3 Definice ploch obvodových stěn čerpadlové jímky Stěny čerpadlové jímky vytvoříme opět vytažením jejich os směrem dolů, tj. v kladném směru osy Z o požadovanou výšku 0,5 m (modelujeme ve vzdálenosti střednicových rovin). Aktivujte funkce Stěnodesek kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů a z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Vytvořit > Z linie. V nabídnutém panelu Parametry skořepiny pomocí tlačítek s textem postupně upravte nastavení pro požadované vlastnosti ploch stěn. Vytvořte a nastavte nový subsystém StěnyJímka.
strana 15 Zadání výpočetního modelu Zadání geometrie výpočetního modelu Dělení linie = počet konečných prvků po výšce stěny zadejte např. 2. 1.6.3.4 Definice plochy dna čerpadlové jímky Aktivujte funkce Stěnodesek kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Vytvořit > Na linii. Vytvořte a nastavte nový subsystém DnoJímky. Nezapomeňte opět aktivovat již dříve definované elastické uložení dna jímky. Po potvrzení panelu Parametry skořepiny tlačítkem OK postupně označujte čáry (= osy stěn) obrysu dna jímky až jejich uzavřením vznikne nová plocha.
Zadání výpočetního modelu strana 16 Zadání geometrie výpočetního modelu 1.6.3.5 Definice plochy víka šachty Aktivujte funkce Stěnodesek kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Vytvořit > Na linii. Vytvořte a nastavte nový subsystém VíkoŠachty. Nezapomeňte vypnout elastické uložení víka. Po potvrzení panelu Parametry skořepiny tlačítkem OK postupně označujte čáry (= horní hrany stěn) obrysu víka šachty až jejich uzavřením vznikne nová plocha. Opticky výraznějšího vykreslení prostorového zobrazení objektu můžeme docílit např. aktivací zobrazení sítě konečných prvků ve smrštěném tvaru, funkce Zobrazení > Layout prvků > smrštěně. Současně tato funkce slouží k lepší kontrole vygenerované sítě. 1.6.3.5.1 Uvolnění ohybového spoje víka se stěnami šachty Víko šachty budeme v tomto případě uvažovat jako volně uložené na horní hranu stěn, tj. v tomto spoji nedochází k přenosu ohybových momentů ze stěn do víka a naopak. Rovněž nebudeme uvažovat zamezení vodorovných posuvů horní hrany stěn deskou víka.
strana 17 Zadání výpočetního modelu Zadání geometrie výpočetního modelu Pro usnadnění orientace v modelu a jednoznačnosti výběru objektů na obrazovce vypneme pomocí funkce Subsystémů viditelnost některých objektů. Pomocí horké klávesy T aktivujte panel Viditelnost subsystémů a ponechte viditelné pouze víko šachty a osy systému. Tuto okrajovou podmínku detailu styku nejsnadněji zadáme pomocí tzv. spár na okrajích. Aktivujte funkci Spára na okrajích kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Vytvořit a označte první dva sousední vrcholy horního lemu stěn a funkci uzavřete opětovným označením druhého bodu. V nabídnutém panelu definice spáry deaktivujte posuv ve směru X a Y a dále pak rotaci kolem osy X. Následně označte myší plochu víka desky, pro jehož hranu se má tato spára vytvořit. Definice spáry je lokální, tj. směry stupňů volnosti se vztahují na směr určený spojnicí (čarou) mezi označenými body. Lokální směr X tak např. představuje posuv podél označené hrany, resp. natočení kolem lokálního směru X odpovídá kroutícímu momentu. Ve směru deaktivovaného stupně volnosti je potlačen přenos silových a momentových účinků. Zadáním pružinové konstanty lze uvažovat i částečně poddajné spoje.
Zadání výpočetního modelu strana 18 Zadání geometrie výpočetního modelu Celý postup vytváření spár opakujte pro zbývající 3 horní hrany stěn. Alternativně by bylo možné uvažovat osazení víka na stěny se současným vymezením jeho polohy např. ocelovými trny vyvedenými ze stěn v těchto místech je pak lokálně bráněno vodorovnému posuvu horního lemu stěn. Další možností by bylo osazení víka do fazety, která by pak omezovala vodorovný posuv horního lemu stěn po celém jeho obvodu. Tyto i jiné možné typy provedení detailu styku lze v RIBfem modelovat vhodnou úpravou okrajových podmínek, resp. definicí vlastností spár na okrajích. Uvolněním vazby víka od stěn se toto stalo ve vodorovném směru volně posuvným, což by vedlo při pozdějším výpočtu FEM na singularitu matice tuhosti = kinematickou úlohu. Tomuto je třeba předejít, např. vhodnou silově neutrální fixací víka ve vodorovném směru v místě jeho osy symetrie. 1.6.3.5.2 Odstranění singularity výpočetního modelu Nejprve vytvoříme body na ose symetrie víka. Aktivujte funkce Bodů kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů. Pomocí funkce Body > Editovat > Globálně označte jeden z vrcholů plochy víka a v nabídnutém panelu Editovat body zadejte do příslušných sloupců přírůstky souřadnic nového bodu tak, aby tento ležel na ose symetrie. Délka poloviční hrany víka v příčném směru je 3,2 / 2 = 1,6 m. Hodnotu zasunutí nového bodu směrem do plochy víka můžete s výhodou zadat cca v hodnotě nastavené střední velikosti hrany konečného prvku, tj. 0,4 m. Vytvoření nového bodu potvrďte na panelu tlačítkem Nový.
strana 19 Zadání výpočetního modelu Zadání geometrie výpočetního modelu Pokračujte okamžitě stejným způsobem v definici 2. bodu na ose symetrie. Bod ležící v rovině plochy nemusí být nutně její součástí. Tyto dva nově vzniklé body začleníme do plochy víka jejich definicí jako fixní. Pomocí horké klávesy n lze vynutit aktualizaci sítě MKP na zadanou geometrii a zkontrolovat tak začlenění nově definovaných objektů. Posuvu a otáčení víka ve vodorovné rovině nyní zabráníme definicí podpory v globálním směru X a Y v prvním a jen ve směru X ve v druhém bodě. Podpora druhého bodu rovněž v obou globálních směrech X a Y by vnesla do modelu nesprávnou podmínku lokální omezení vodorovné deformace víka.
Zadání výpočetního modelu strana 20 Zadání zatížení Aktivujte funkce Bodových uložení kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů. Pomocí funkce Bodová uložení > Vytvořit > Na bod definujte příslušné směrové vlastnosti podpor na právě nově vytvořených fixních bodech. 1.6.4 Zadání zatížení Zatížení se pro přehlednost a automatiku návrhových kombinací zadávají po jednotlivých zatěžovacích stavech, které reprezentují jejich druh účinku. 1.6.4.1 Zatěžovací stav Vlastní tíha Zadání zatížení vlastní tíhou je velmi snadné. Aktivujte funkci Zatěžovací stav kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Volba. V nabídnutém panelu Úpravy zatěžovacího stavu pomocí tlačítka Nový vytvořte nový zatěžovací stav Vl.tíha a v panelu Atributy zatěžovacího stavu tento zařaďte jako Stálé zatížení. Pokračujte v definici vlastní tíhy v panelu Úpravy zatěžovacího stavu, pomocí tlačítka Vlastní tíha otevřete panel Vlastní tíha, kde zatržítkem Vlastní tíha aktivní v kladném směru osy Z aktivujete vlastní tíhu pro všechny definované subsystémy.
strana 21 Zadání výpočetního modelu Zadání zatížení Informace o aktivaci vlastní tíhy pro daný zatěžovací stav se pak objeví vlevo dole na panelu Úpravy zatěžovacího stavu. 1.6.4.2 Zatěžovací stav Zásyp víka Zadání zatížení vlastní tíhou je velmi snadné. Pokračujte ve funkcích Zatížení. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Volba. V nabídnutém panelu Úpravy zatěžovacího stavu pomocí tlačítka Nový vytvořte nový zatěžovací stav Zásyp_víka a v panelu Atributy zatěžovacího stavu tento zařaďte jako Tlak zeminy. K definici zatížení zásypem využijeme předdefinovanou funkci tohoto typu zatížení, která v závislosti na výškové kótě (z) zatěžovaného objektu (konečného prvku) automaticky spočte hodnotu jeho zatížení ze zadané počáteční nulové výšky (z 0) a směrové definice specifické tíhy. Směry generování tohoto zatížení mohou být přitom uvažovány buď globálně, nebo lokálně. V případě zatížení víka zásypem se jedná o triviální úlohu hodnotné zatížení je konstantní po celé ploše víka, výhodnost typu zatížení zásypem se projeví plně až při definici bočního tlaku na stěny šachty. Importem dat dxf leží počátek našeho globálního souřadného systému v rovině dna šachty. Vzdálenost střednicových rovin víka a dna je 2400 mm, výška přesypu je 800 mm, kladná osa z směřuje dolů. Z těchto údajů pak vyplývá počáteční nulová výška z 0 = -3,2 m. Aktivujte funkce Plošná zatížení kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Plošná zatížení > Vytvořit > Na plochu.
Zadání výpočetního modelu strana 22 Zadání zatížení V nabídnutém panelu Typy zatížení pro stěnodesku vyberte typ Zatížení násypem a v dalším panelu zadejte požadované definiční hodnoty zatížení, specifická tíha zeminy je 20 kn/m 3. Na závěr klikněte myší do plochy víka. 1.6.4.3 Zatížení stěn tlakem zeminy Zatížení stěn tlakem zeminy může mít příznivý nebo nepříznivý vliv na jejich návrh. Z těchto důvodů musí být toto zatížení uvažováno jako proměnné, tedy samostatný zatěžovací stav zvlášť pro každou stěnu. Pro lepší orientaci v modelu vypněte viditelnost subsystémů víka šachty, dna a dna jímky a pomocí funkčních kláves F4 až F8 nastavte vhodný směr pohledu dovnitř šachty. 1.6.4.3.1 Srovnání orientace lokálních systémů stěn Pro účely snadného zadávání zatížení stěn zásypem v lokálním směru je důležité srovnání orientace kladného směru Z lokálních souřadných systémů stěn tak, aby všechny směřovaly buď dovnitř, nebo vně prostoru šachty zvolíme orientaci vně.
strana 23 Pomocí horké klávesy v aktivujte viditelnost lokálních systémů ploch. Zadání výpočetního modelu Zadání zatížení Pomocí funkce Stěnodeska > Úpravy > Lokální systém > Upravit normálu (funkce objektů stěnodesek na příslušné ikoně v panelu nástrojů) označujte postupně stěny šachty a stěny jímky, u kterých normála lokálního systému směřuje dovnitř šachty. Dobrou kontrolu o správnosti a kompletnosti orientace pak poskytne půdorysný pohled. Viditelnost lokálních systémů ploch můžete opět deaktivovat.
Zadání výpočetního modelu strana 24 Zadání zatížení 1.6.4.3.2 Zatěžovací stav Boční tlak sever Aktivujte funkce Plošná zatížení kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Zať.stav > Volba. V nabídnutém panelu Úpravy zatěžovacího stavu pomocí tlačítka Nový vytvořte nový zatěžovací stav Boční_tlak_sever a v panelu Atributy zatěžovacího stavu tento zařaďte jako Klidový tlak zeminy. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Plošná zatížení > Vytvořit > Na plochu. V nabídnutém panelu Typy zatížení pro stěnodesku vyberte typ Zatížení násypem a v dalším panelu zadejte požadované definiční hodnoty zatížení v lokálním směru z, specifická tíha zeminy je 20 kn/m 3, hodnota počáteční nulové výšky z 0 = -3,2 m zadaná v předchozím kroku zůstává stejná. Na závěr klikněte myší do plochy severní stěny a stěny jímky čerpadla.
strana 25 1.6.4.3.3 Zatěžovací stav Boční tlak východ Postup je analogický k postupu dle kap. 1.6.4.3.2 Zatěžovací stav Boční tlak sever. Zadání výpočetního modelu Zadání zatížení 1.6.4.3.4 Zatěžovací stav Boční tlak jih Postup je analogický k postupu dle kap. 1.6.4.3.2 Zatěžovací stav Boční tlak sever.
Zadání výpočetního modelu strana 26 Zadání zatížení 1.6.4.3.5 Zatěžovací stav Boční tlak západ Postup je analogický k postupu dle kap. 1.6.4.3.2 Zatěžovací stav Boční tlak sever. 1.6.4.4 Zatěžovací stav naplnění šachty kapalinou Tento zatěžovací stav popisuje provozní situaci šachty, kdy je tato zcela naplněna kapalinou. Pro usnadnění orientace v modelu a jednoznačnosti výběru objektů na obrazovce nastavte pomocí horké klávesy T následující Viditelnost subsystémů a pomocí funkčních kláves F4 až F8 nastavte vhodný směr pohledu dovnitř šachty.
strana 27 Zadání výpočetního modelu Zadání zatížení Pro usnadnění zadání stejného typu zatížení působícího současně na více ploch využijeme funkce skupiny. Více objektů prostředí TRIMAS (body, linie, nosníky, skořepiny, podpory, plošná zatížení, ) mohou být pro účely současného provedení následujících operací dočasně sdruženy do tzv. skupiny. Výběr skupiny lze provádět na základě aktuálních nastavení viditelností subsystémů pomocí rámečku, vše aj.. Objekty skupiny se na obrazovce zvýrazňují podsvícením. Aktivujte funkce Skořepiny kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Stěnodeska > Skupina > Vše. Všechny zobrazené plochy se tímto podsvítí modře. Nyní přejděte na funkce Plošná zatížení kliknutím na příslušnou ikonu v panelu nástrojů. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Zať.stav > Volba. V nabídnutém panelu Úpravy zatěžovacího stavu pomocí tlačítka Nový vytvořte nový zatěžovací stav Kapalina a v panelu Atributy zatěžovacího stavu tento zařaďte jako Tekutina proměnná. Pro zadání hydrostatického tlaku formálně opět využijeme funkci zadání zatížení zásypem. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Plošná zatížení > Vytvořit > Na plochu. V nabídnutém panelu Typy zatížení pro stěnodesku vyberte typ Zatížení násypem a v dalším panelu zadejte požadované definiční hodnoty zatížení v lokálním směru z, specifická tíha kapaliny je 10 kn/m 3. S ohledem na absolutní souřadnici Z horní hrany stěn nastavíme hodnotu počáteční nulové výšky z 0 = -2,4 m. Po potvrzení definičního panelu zatížení se vzhledem na existující skupinu ploch právě zadané zatížení přiřadí všem těmto plochám. Po ukončení požadovaných operací je nutné skupinu objektů zrušit, aby nedocházelo v dalších krocích k nechtěné manipulaci s objekty. Na závěr této akce zrušíme ještě existující skupinu ploch pomocí rychlého přístupu na funkce skupiny přes horkou klávesu g, Skupina objektů > Nic.
Zadání výpočetního modelu strana 28 Zadání zatížení 1.6.4.4.1 Změna častého a kvazistálého součinitele pro zatěžovací stav naplnění šachty kapalinou Zatěžovací stav naplnění šachty kapalinou jsme uvažovali jako typ zatížení Tekutina proměnná. Návrhy a posouzení na MSP probíhají pro stavební konstrukce pozemních staveb dle norem ČSN EN pro kvazistálou kombinaci. Druhu zatížení Tekutina proměnná norma standardně na základě předpokládaného výskytu četnosti přiřazuje častý součinitel psi.1 = 0,5, resp. kvazistálý součinitel psi.2 = 0,3, tj. uvažuje se, mj. př. posouzení vzniku trhliny s 50% úrovní tohoto zatížení, resp. při posouzení jejího otevření s 30% úrovní tohoto zatížení. Požadavek vodonepropustnosti šachty je rozhodujícím návrhovým stavem. Při plném zaplnění šachty kapalinou = 100% zatížení by tedy s velkou pravděpodobností mohly vznikat trhliny s větší šířkou, než předepisuje tabulka 2 Technických pravidel ČBS, Směrnice pro vodonepropustné ŽB konstrukce a nemohla by tak být využita navíc při cyklickém kolísání hladiny dostatečně spolehlivě samotěsnící schopnost trhlin. Z těchto důvodů ručně upravíme hodnotu častého, resp. kvazistálého součinitele na psi.1 = psi.2 = 1,0. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Zať.stav > Volba. V nabídnutém panelu Úpravy zatěžovacího stavu se postavte na zatěžovací stav Kapalina_vnitřní a stiskněte tlačítko Atributy, v dalším panelu Atributy zatěžovacího stavu přejděte na funkci Editovat a v panelu Atributy ZS pak upravte hodnotu Psi1 = 0,3 na hodnotu Psi1 = 1,00 a analogicky Psi2 = 0,3 na hodnotu Psi2 = 1,00. Nastavení psi.1 = 1,0 a psi.2 = 1,0 při výše uvedeném přiřazení zatěžovacích stavů s tlakem okolní zeminy a naplnění šachty kapalinou k atributům zatěžovacích stavů s operátorem podmíněné kombinace odpovídá podmínkám zkoušky, kdy kapalina může působit na stěny šachty bez současného příznivého vlivu obsypu zeminou a naopak. Stejného výsledku, bez nutnosti ruční úpravy sopučinitelů psi.1 a psi.2, by bylo možné dosáhnout, pokud by se zatěžovací stav Kapalina přiřadil k obecnému atributu zatěžovacích stavů Užitné zatížení, který má již standardně nastaveny hodnoty častého, resp. kvazistálého součinitele na psi.1 = psi.2 = 1,0. 1.6.4.5 Zatěžovací stav pojezdu terénu vozidlem Tento zatěžovací stav popisuje provozní situaci šachty, kdy je terén nad šachtou pojížděn vozidlem, které roznosem zatížení zeminou způsobuje konstantní tlak na plochu víka 10 kn/m 2. Pro usnadnění orientace v modelu a jednoznačnosti výběru objektů na obrazovce nastavte pomocí horké klávesy T viditelnost subsystému pouze VíkoŠachty. Nacházíme se stále ve funkcích Plošná zatížení. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Zať.stav > Volba.
strana 29 Zadání výpočetního modelu Návrhové kombinace V nabídnutém panelu Úpravy zatěžovacího stavu pomocí tlačítka Nový vytvořte nový zatěžovací stav Pojezd_vozidla a v panelu Atributy zatěžovacího stavu tento zařaďte jako Proměnné F (zatížení vozidlem < 30 kn). Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkci Plošná zatížení > Vytvořit > Na plochu. V nabídnutém panelu Typy zatížení pro stěnodesku vyberte typ Lineárně proměnné zatížení a v dalším panelu zadejte požadovanou hodnotu rovnoměrného zatížení v globálním směru Z. Na závěr klikněte myší do plochy víka. 1.6.5 Návrhové kombinace V průběhu definice zatížení jsme tato důsledně rozdělili podle druhu jejich účinku do zatěžovacích stavů, kterým jsme přiřadili příslušné atributy zatěžovacích stavů. Na základě této definice již není nutné vytvářet jednotlivé návrhové kombinace (základní, kvazistálá, ) ručně, ale využijeme automatiky generování návrhových kombinací v závislosti na požadovaných návrzích železobetonu, která je součástí standardního funkčního rozsahu RIBfem TRIMAS. 1.6.6 Ukončení zadání výpočetního modelu Grafické prostředí zadání výpočetního modelu ukončíme standardní funkcí Windows uzavřením okna (křížek x v pravém horním rohu okna). Nabídne se kontrolní dotaz Ukončit program na uložení upravených dat, který potvrdíme kladně ANO a v dalším panelu Data FEM upřesňujícím rozsah generování a zápisu dat ponecháme všechny zatržené volby aktivní a potvrdíme OK. Tímto krokem se vracíme zpět k navigátoru RIBTEC, který zůstával doposud v pozadí.
Výpočet FEM, kombinace a návrhy železobetonu strana 30 Ukončení zadání výpočetního modelu 1.7 Výpočet FEM, kombinace a návrhy železobetonu Výpočet FEM, kombinace a návrhy železobetonu lze provést v jednom pracovním kroku. V navigátoru RIBTEC aktivujte funkci Výpočet > Návrh. Nabídne se panel RIB TRIMAS Řízení návrhů, ve kterém lze zkontrolovat a nastavit veškeré relevantní parametry pro řízení statického výpočtu kombinací a návrhů železobetonu.
strana 31 Výpočet FEM, kombinace a návrhy železobetonu Upřesnění parametrů a nastavení pro návrhy ŽB 1.7.1 Upřesnění parametrů a nastavení pro návrhy ŽB Všechny konstrukční prvky šachty (dno, stěny, víko, jímka čerpadla) jsou z hlediska konstrukčního provedení shodné, tj. beton C30/37, dvouvrstvá výztuž B500A (= identifikátor výztuže v TRIMAS B500M) symetricky uložená s horním a dolním osovým krytím 40 mm v obou směrech a uvažovanou tloušťkou krycí vrstvy betonu cv,l = 35 mm, přičemž se v obou vrstvách vkládá základní konstrukční výztuž betonářskými sítěmi AQ-6.0 (tj. 2,83 cm 2 /m), třída prostředí XC4 atd. Tyto a další požadované parametry kompletně nastavíme proto pouze na jednom konstrukčním dílci a poté je pomocí funkce Přenést přeneseme na všechny ostatní dílce. 1.7.1.1 Všeobecné návrhové parametry Na panelu RIB TRIMAS Řízení návrhů se v zobrazené struktuře konstrukčních dílců objektu šachty postavte např. na první v pořadí Dno_1 a postupně procházením jednotlivých záložek panelu nastavte parametry dle následujících obrázků.
Výpočet FEM, kombinace a návrhy železobetonu strana 32 Upřesnění parametrů a nastavení pro návrhy ŽB 1.7.1.2 Návrhové parametry pro MSÚ
strana 33 Výpočet FEM, kombinace a návrhy železobetonu Upřesnění parametrů a nastavení pro návrhy ŽB
Výpočet FEM, kombinace a návrhy železobetonu strana 34 Upřesnění parametrů a nastavení pro návrhy ŽB 1.7.1.3 Návrhové parametry pro MSP Posouzení stabilních trhlin probíhá v RIBfem TRIMAS pouze za následujících podmínek: 1. Typ konstrukce: stavby mostů nebo speciální pozemní stavby nebo běžné pozemní stavby s tloušťkou dílce > 200 mm. 2. I když je podmínka 1 splněna, pak se posudek stabilních trhlin neřeší pro třídy prostředí XC0 a XC1. 3. Dále musí být splněn předpoklad vzniku trhlin, tj. napětí a. při horním nebo dolním povrchu dílce musí být napětí v betonu σ c > f ctm nebo b. musí být požadována šířka trhliny w cal < 0,20 nebo c. se jedná o vodonepropustný beton nebo d. se řeší čas rozvoje trhlin t < 28 dnů. V panelu MSP na záložce Namáhání nastavíme Vodonepropustný beton.
strana 35 Výpočet FEM, kombinace a návrhy železobetonu Upřesnění parametrů a nastavení pro návrhy ŽB TRIMAS zohledňuje tzv. ranná vynucená přetvoření, např. od vzniku hydratačního tepla, pro zadaný čas stáří betonu v době vzniku první trhliny následujícím způsobem: t 7 dnů: dostředné vynucené tahové přetvoření vlivem odtoku hydratačního tepla 7 < t < 28 dnů: rané vynucené přetvoření vlivem časového průběhu návrhových parametrů 1.7.1.4 Přenesení návrhových parametrů na ostatní dílce Na panelu RIB TRIMAS Řízení návrhů se v zobrazené struktuře konstrukčních dílců objektu šachty postavte na již nastavený konstrukční dílec Dno_1 a pravým tlačítkem myši zvolte z kontextové nabídky funkci Převzít parametry. Nyní pomocí standardní funkce Windows současného výběru více objektů přidržením kláves CTRL nebo SHIFT označte všechny zbývající konstrukční dílce v zobrazené struktuře objektu šachty a pravým tlačítkem myši zvolte z kontextové nabídky funkci Přenést parametry. Následující kontrolní dotaz potvrďte OK. Návrhové parametry všech konstrukčních dílců šachty jsou tímto krokem definovány a můžeme tak přistoupit k jejímu výpočtu a návrhu. Před tímto krokem ještě doporučujeme právě provedená nastavení uložit kliknutím na symbol diskety v levém horním rohu panelu RIB TRIMAS Řízení návrhů nebo provedením funkce Soubor > Uložit.
Výpočet FEM, kombinace a návrhy železobetonu strana 36 Start výpočtu, kombinací a návrhů ŽB 1.7.2 Start výpočtu, kombinací a návrhů ŽB Kliknutím na symbol Navrhnout v levém horním rohu panelu RIB TRIMAS Řízení návrhů nebo provedením funkce Akce > Návrh se nabídne panel Navrhnout, ve kterém lze zvolit prováděné funkce vlastního výpočtu. V průběhu definice zatížení jsme tato důsledně rozdělili podle druhu jejich účinku do zatěžovacích stavů, kterým jsme přiřadili příslušné atributy zatěžovacích stavů. Proto nyní využijeme automatiky generování návrhových kombinací a zatržení funkce Generovat standardní kombinace ponecháme aktivní. Funkci Generovat standardní kombinace doporučujeme aktivovat zejména při vůbec prvním výpočetním běhu úlohy nebo pokud v rámci úprav a doplňování výpočetního modelu byly zadány další nové zatěžovací stavy. Pokud by byly definovány návrhové kombinace ručně nebo automaticky generované kombinace následně ručně upravovány nebo sada kombinací rozšiřována o další požadované typy, pak by při ponechání funkce automatického generování standardní kombinace došlo k přepsání a ztrátě těchto individuálních úprav. Po potvrzení tlačítka OK se rozběhnou vlastní výpočty v následujícím pořadí: výpočet vnitřních účinků FEM, generování a výpočet kombinací, návrhy železobetonů zvolených konstrukčních dílců. Na obrazovce pak běží postupně následující panely.
strana 37 Výpočet FEM, kombinace a návrhy železobetonu Start výpočtu, kombinací a návrhů ŽB Po úspěšném dokončení všech výpočtů se u řešených konstrukčních dílců objeví v panelu RIB TRIMAS Řízení návrhů u zobrazení jejich struktury zelené zatržítko. Činnost v panelu RIB TRIMAS Řízení návrhů je tímto krokem ukončena a lze přistoupit ke kontrole a vyhodnocení výsledků. Nabídnutý panel Návrhové parametry upraveny s kontrolním dotazem na uložení nastavených parametrů potvrďte kladně Ano.
Kontrola a vyhodnocení výsledků strana 38 Start výpočtu, kombinací a návrhů ŽB 1.8 Kontrola a vyhodnocení výsledků Přejděte do prostředí grafického vyhodnocení aktivací funkce Navigátoru RIBTEC > Výsledky. Startuje se grafické Vyhodnocení TRIMAS. Po startu Vyhodnocení TRIMAS by bylo možné prakticky okamžitě přejít na zobrazení spočtených nutných ploch výztuže, zjištěných šířek trhlin apod.. Jakkoliv jsou tyto výsledky zajímavé a důležité, naléhavě doporučujeme jako první provést alespoň základní kontrolu správné, resp. očekávané funkčnosti sestaveného výpočetního modelu. K tomuto účelu se dobře hodí např. zobrazení deformací systému od zatěžovacího stavu Vlastní tíha. V průběhu grafického vyhodnocování se usnadnění orientace v modelu a přehlednost zobrazení poměrně často používají funkce přepínání viditelností subsystémů horká klávesa T. Dále se využívají pro otáčení a naklápění modelu funkční klávesy F4 až F8, resp. pro přibližování a oddalování modelu kolečko myši. Viditelnost symbolů a objektů modelu lze vybírat na panelu Zvolit viditelnost pomocí horké klávesy v. Tyto dílčí akce již nebudou v následujícím textu komentovány.
strana 39 Kontrola a vyhodnocení výsledků Základní kontrola výpočetního modelu zobrazení deformací 1.8.1 Základní kontrola výpočetního modelu zobrazení deformací V grafickém Vyhodnocení TRIMAS aktivujte funkce statického Systému kliknutím na příslušnou ikonu. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkce pro zobrazování posuvů pro základní zatěžovací stavy Systém > Posuvy Zať.stav. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkce pro zobrazování posuvů pro základní zatěžovací stavy Systém > Posuvy Zať. stav a v nabídnutém panelu Volba aktuálního zatěžovacího stavu zvolte zatěžovací stav 00001 Vl.tíha. Po této akci se okamžitě zobrazí deformovaný tvar výpočetního modelu šachty pro zatěžovací stav vlastní tíhy. V grafickém rámečku vpravo se přitom zobrazují maximální a minimální hodnoty posuvu ve směru globální osy Z, směrové součty vnějších zatížení aj.. Obsah obrazovky lze kdykoliv tisknout na standardní tiskárnu, resp. přes virtuální ovladače do PDF nebo XPS provedením funkce Soubor > Plotrovat > Vytvořit plot. Tatáž funkce je k dispozici přímo v panelu Nástrojů pod ikonou Plotrovat. Na plovoucím menu myši levé tlačítko se nacházejí další vhodné funkce pro různé typy grafického zobrazování výsledků. Vhodnost jejich využití v konkrétním případu závisí na typu vyhodnocované veličiny a preferencích uživatele. Naturalistické zobrazení deformací poskytuje např. funkce Animace. Tímto způsobem lze postupně projít všechny relevantní zatěžovací stavy a prověřit tak správné / očekávané chování výpočetního modelu. Následně lze přistoupit k vyhodnocení dalších výsledků. Zobrazení deformací vypneme provedením funkce z plovoucího menu Posuvy > Vypnout. 1.8.2 Zobrazení výsledků návrhů ŽB na MSP Objekt šachty je řešen s požadavkem na jeho určitou vodonepropustnost danou mj. požadovanou max. šířkou stabilní trhliny wk = 0,2 mm. Proto se v dalším vyhodnocení budeme zabývat zejména výsledky návrhů na mezních stavech použitelnosti (MSP).
Kontrola a vyhodnocení výsledků strana 40 Zobrazení výsledků návrhů ŽB na MSP Návrhy ŽB probíhají v TRIMAS hierarchicky, tj. postupně na sebe v logickém řetezci navazují, a to počínajíc stanovením min. konstrukční výztuže, přes výztuž na únosnost, trhliny, omezení napětí, únavu, mimořádné návrhové situace atd. Zobrazené výsledné hodnoty nutné výztuže tak tvoří obálku maxim nasbíranou přes všechny řešené mezní stavy. Rozborem úlohy lze jednoznačně zpětně zjistit, ze kterého konkrétního návrhu dané maximum v místě konstrukce vyplývá. Návrhy na MSÚ jsou implicitním předpokladem návrhů na MSP; budeme-li se tedy nyní v dalším zabývat pouze výsledky pro MSP, je tímto únosnost konstrukce již dostatečně zabezpečena. 1.8.2.1 Zobrazení nutných ploch výztuže V grafickém Vyhodnocení TRIMAS aktivujte funkce Skořepiny kliknutím na příslušnou ikonu. Z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši vyberte funkce Stěnodeska > Mezní stavy použitelnosti. V nabídnutém panelu Zvolit aktuální zatěžovací stav pro zobrazení vyberte Stav maximální hodnoty As. V dalším panelu Zvolit viditelnost zvolte nabídku Dolní výztuž [prvek] a potvrďte OK. Zobrazí se model s textem spočtených nutných ploch dolní výztuže v těžišti každého viditelného konečného prvku, přičemž se při tomto druhu zobrazení současně vypisují hodnoty pro oba směry. Hodnota nad zlomkovou čarou přísluší prvnímu směru výztuže a hodnota pod zlomkovou čarou druhému směru výztuže. Dolní poloha je určena kladným směrem lokální osy Z konečného prvku, resp. původně plochy definované v rámci zadávání modelu.
strana 41 Kontrola a vyhodnocení výsledků Zobrazení výsledků návrhů ŽB na MSP Pro formu zobrazení nutných ploch výztuže lze zvolit řadu dalších možností, které se nabízejí na plovoucím menu Deska / Stěnodeska, např. směrové zobrazení formou izolinií. Různé typy zobrazení výsledkové veličiny lze zpravidla kumulovat do jednoho zobrazení. Pro účely rychlého zjištění požadované hodnoty na konkrétním místě lze s výhodou využít z nabídky plovoucího menu levé tlačítko myši funkci Deska/Stěnodeska > Dotazy.
Kontrola a vyhodnocení výsledků strana 42 Zobrazení výsledků návrhů ŽB na MSP 1.8.2.2 Zobrazení rozhodujícího mezního stavu 1.8.2.2.1 Rozhodujícího mezní stav pro max. výztuže Zajímavým vyhodnocením může být informace o rozhodujícím návrhu, ze kterého v daném směru (1. a 2. směr výztuže) a poloze (horní/dolní) plyne max. nutná plocha výztuže. Pro toto zobrazení použijte funkci viditelností, horká klávesa v > v panelu Zvolit viditelnost aktivujte viditelnost položky Rozhodující návrh (As-MSP). Zobrazení 4 písmen v těžišti každého viditelného prvku je směrové a má nasledující význam: N1,horní N2,horní N1,dolní N2,dolní přičemž význam použitých písmen pro rozhodující mezní stav, resp. návrh je následující: (M) Minimální výztuž a povrchová výztuž C (B) Únosnost na ohyb s normálovou silou (R) Vznik a stabilita trhlin (E1) Posouzení únavy max Sigc.perm (E2) Posouzení únavy min Sigc.perm (V) Posudek únavy výztuže na posouvající sílu
strana 43 Kontrola a vyhodnocení výsledků Zobrazení výsledků návrhů ŽB na MSP 1.8.2.2.2 Rozhodujícího mezní stav pro napětí Podobným způsobem lze směrově zobrazit rozhodující návrh pro dodržení mezních hodnot napětí, tj. zda v daném místě, směru a poloze rozhoduje beton nebo výztuž. Pro toto zobrazení použijte funkci viditelností, horká klávesa v > v panelu Zvolit viditelnost aktivujte viditelnost položky Rozhodující návrh (As-MSP). Zobrazení 4 písmen v těžišti každého viditelného prvku je opět směrové, viz poznámka výše, přičemž význam použitých písmen pro rozhodující mezní stav, resp. návrh je následující: (E1) dsig.equ Posouzení únavy max Sigc.perm (E2) dsig.equ Posouzení únavy min Sigc.perm (C) Sig.c v prurezu s trhlinami (S) Sig.s v prurezu s trhlinami (P) Sig.p v prurezu s trhlinami
Kontrola a vyhodnocení výsledků strana 44 Zobrazení výsledků návrhů ŽB na MSP 1.8.2.3 Textová rekapitulace výsledků návrhů na MSP Dosažené výsledky návrhů na MSP lze textově rekapitulovat formou protokolu pro graficky zvolená místa konstrukce = konečné prvky. Pokud jste tak neučinili v již předcházejících krocích, pak v grafickém Vyhodnocení TRIMAS aktivujte funkce Skořepiny kliknutím na příslušnou ikonu a z nabídky plovoucího menu vyberte funkce Stěnodeska > Mezní stavy použitelnosti. Pro grafický výběr oblasti protokolovaných konečných prvků použijte dle potřeby funkce z nabídky plovoucího menu Deska/Stěnodeska > Skupina. Po ukončení výběru protokolovaných konečných prvků aktivujte z nabídky plovoucího menu funkci Deska/Stěnodeska > Skupina. Sestava pro zvolenou skupinu se zobrazí v prostředí RTconfig, odkud je možný její tisk nebo přenos do jiných formátů (RTprint, Word, PDF, XPS, ). Mezní stavy únavy, předpětí, seizmická situace apod. nejsou u daného typu konstrukce řešeny. Tyto výsledky proto nejsou v sestavě obsaženy. Obsah rekapitulace výsledků návrhů na MSP má následující obsah.
strana 45 RIB-Programm TRIMAS 15.0 ČSN EN 1992-1-1:2015 Návrhové parametry Kontrola a vyhodnocení výsledků Zobrazení výsledků návrhů ŽB na MSP Třída stavebního objektu :Pozemní stavby Druh užívání :Pozemní stavby Návrhová norma :ČSN EN 1992-1-1:2015 Návrhová situace :trvalá Typ nosné konstrukce :Plošná konstrukce Typ průřezu :Deska Třída prostředí podélně/příčně :XC4/XC4 Dílec :nepředpjatý Povrchová výztuž konstruktivní/předpjatá :NE/NE Výztuž na celistvost :NE Beton C 30/ 37 fck : 30.0 N/mm2 Ecm(28) : 32800 N/mm2 gamc : 1.50 alfa.cc(28) : 1.00 fcd(28), n=2.00 (prac. diagram napětí-přetvoření : 20.0 N/mm2 fctd(28) : 1.35 N/mm2 fcd,fat(n*=10^6) : 17.3 N/mm2 fctm(28) : 2.90 N/mm2 fctk,0.05(28) : 2.03 N/mm2 fcto : 2.90 N/mm2 w,cal : 0.15 mm fbd : 3.04 N/mm2 CEM N,R : 0.25 Výztuž B 500(A) fyk : 500 N/mm2 Es : 200000 N/mm2 gams : 1.15 ft / fyk (osa S-D) : 1.00 dsig.rsd,s(n*=10^6), k1=5 (osa S-N) : 152.2 N/mm2 Výztuž max dsx,h : 16 mm max dsx,d : 16 mm max dsy,h : 16 mm max dsy,d : 16 mm d1x,h : 4.00 cm d1x,d : 4.00 cm d1y,h : 4.00 cm d1y,d : 4.00 cm cvl : 3.50 cm lbx,rqd.h : 57.2 cm lbx,rqd.d : 57.2 cm lby,rqd.h : 57.2 cm lby,rqd.d : 57.2 cm Stáří betonu Čas vzniku širokých trhlin / minimální výztuž : 28 d Čas stabilních trhlin / omezení šířky trhlin : 28 d Čas 1. zatížení / tlaková pevnost betonu : 28 d Čas 1. cyklického zatížení / únavová pevnost : 100 d Druh namáhání Silové a deformační zať. Druh vynuceného přetvoření vnitřní vynucené přetvoření
Kontrola a vyhodnocení výsledků strana 46 Zobrazení výsledků návrhů ŽB na MSP Součinitele ekvivalentního poškození Dopravní třída (Nobs=0.5 Mio) : 2 Pruh pro nákladní vozidla (100% Nobs) : 2 Pruh pro nákladní vozidla ( 10% Nobs) : 0 celkový počet jízdních pruhů : 2 Wöhler.diagram Phi.fat Lambda.2 Lambda.3 Lambda.4 Měkká výztuž 1.20 1.00 1.00 1.08 Rekapitulace podélné výztuže Beton: C 30/ 37 - Bet.výztuž: B 500(A) Třída prostředí XC4/XC4 (M) Minimální výztuž a povrchová výztuž (B) Únosnost na ohyb s normálovou silou (R) Vznik a stabilita trhlin (E1) Posouzení únavy max Sigc.perm (E2) Posouzení únavy min Sigc.perm (V) Posudek únavy výztuže na posouvající sílu Prvek ----- směr x ------- ----- směr y ----- Č. Položka Posu ned med asx ned med asy kn/m knm/m cm2/m kn/m knm/m cm2/m 28 h M -33.4-10.7 0.00 11.8-19.4 0.00 B -38.8-14.7 3.85 19.7-25.8 4.37 R -36.9-9.7 5.87 1.4-17.7 11.36 d M 9.9 0.0 0.00-37.6 7.5 0.00 B 13.0 0.0 3.85-43.2 10.6 3.85 R 9.9 0.0 6.59-37.6 7.5 5.12 Rekapitulace napětí v průřezu s trhlinami Beton: C 30/ 37 - Bet.výztuž: B 500(A) Třída prostředí XC4/XC4 (E1) dsig.equ Posouzení únavy max Sigc.perm (E2) dsig.equ Posouzení únavy min Sigc.perm (C) Sig.c v prurezu s trhlinami (S) Sig.s v prurezu s trhlinami (P) Sig.p v prurezu s trhlinami Prvek ----- směr x ------- ----- směr y ----- Č. Položka Posu asx SigII Vyu- asy SigII Vyucm2/m N/mm2 žití cm2/m N/mm2 žití 28 h C 5.87 0.0 0.00 11.36-3.2 0.18 S 5.87 90.0 0.22 11.36 122.0 0.31 d C 6.59-4.6 0.25 5.12-6.5 0.36 S 6.59 8.0 0.02 5.12 57.0 0.14 1.8.2.4 Zobrazení míst s trhlinami Pokud jste tak neučinili v již předcházejících krocích, pak v grafickém Vyhodnocení TRIMAS aktivujte funkce Skořepiny kliknutím na příslušnou ikonu a z nabídky plovoucího menu vyberte