Zatížení

Základní typy zatížení

Na uzly a konečné prvky lze použít různé typy zatížení.

Uživatel může aplikovat soustředěné, liniové a plošné zatížení, stejně jako vlastní hmotnost, zatížení kapalinou a kinematické zatížení jako změna teploty nebo nucené posunutí podpory.


Uzlové zatížení

Umožňuje aplikovat síly / momenty na vybrané uzly. V globálním souřadném systému musíte zadat hodnoty složek zatížení FX, FY, FZ a MX, MY, MZ.


Soustředěné zatížení na nosníku

Umožňuje použít soustředěné síly / momenty na vybrané prvky nosníku nebo žebra. V lokálním nebo globálním souřadném systému musíte zadat hodnoty složek zatížení FX, FY, FZ, MX, MY, MZ.


Bodová síla na plochu

Umožňuje aplikovat soustředěné zatížení na prvky ploch. Musíte zadat hodnoty komponent zatížení FX, FY, FZ, MX, MY, MZ lokální nebo globální souřadný systém. 

Zatížení na liniové prvky

Specifikuje nebo edituje globální nebo lokální, konstantní nebo proměnlivé zatížení na nosníky a žebra. Na prvek ve stejném zatěžovacím stavu může být aplikováno více než jedno distribuované zatížení. Globální zatížení může být definováno podél nosníku nebo jako globální průmět na nosníku.


Liniové zatížení na plochu

Rovnoměrné nebo konstantně rozložené zatížení mezi dvěma body, podél křivky nebo oblouku na plochách.


Rovnoměrné zatížení na plochu

Aplikujte rovnoměrné zatížení na prvky skořepin, membrán nebo desek. Platné komponenty závisí na typu plošného prvku. Intenzita zatížení na plošném prvku je konstantní.


Zatížení na části plochy

Zatížení nezávislé na síti v následujících konfiguracích; konstantní nebo lineární zatížení v pravoúhlých, šikmých, polygonálních nebo komplexních polygonálních tvarech. Otvory mohou být zahrnuty nebo vyloučeny. Platné komponenty závisí na typu povrchového prvku.


Roznesené zatížení na plochu

Homogenní plošné zatížení může být umístěno přes liniové prvky (příhrady, nosníky a žebra). Zatížení na příhradách budou převedena na zatížení v koncových uzlech příhrad.


Zatížení kapalinou

Specifikujte nebo upravte zatížení kapalinou na deskách nebo skořepinách v různých směrech a kombinacích. Skutečné zatížení se vypočítá z hodnot vypočítaných v rohu prvků. Zatížení kapalinou vytvořená se stejnou definicí bude zpracováno jako jedno zatížení. Pokud tedy zadáte zatížení kapalinou na více než jeden prvek a kliknete na obrys zatížení na některém z těchto prvků, bude zatížení na všech z nich vybráno a můžete snadno měnit parametry zatížení.


Vlastní tíha

Zohledňuje vlastní tíhu liniových prvků (které mají přiřazené materiály) a ploch. Vypočítá se z průřezu, objemové hmotnosti materiálu, gravitačního zrychlení g a délky nebo plochy prvku. Zatížení působí jako rovnoměrné zatížení ve směru gravitačního vektoru.


Výrobní délková nepřesnost

Tento typ zatížení se používá, když je konstrukční prvek nosníku kratší nebo delší, než je požadováno v důsledku chyby ve výrobě.


Tah / Tlak

Umožňuje definovat počáteční osovou vnitřní sílu v prvcích příhrady / nosníku.


Teplotní zatížení na linii

Umožňuje aplikovat teplotní zatížení na vybrané liniové prvky (příhrada, nosník a / nebo žebro). Pro nosníky a žebra mohou být definovány různé hodnoty horní a dolní teploty.


Teplotní zatížení na plochu

Umožňuje aplikovat teplotní zatížení na vybrané plošné prvky. Pro membrány pouze jednotné, pro desky lze použít pouze nestejnoměrné teplotní změny.


Zatížení posunem podpory

Umožňuje použít vynucené posuny na vybrané uzlové podpůrné prvky.


Zatěžovací stavy / kombinace 


Zatěžovací stavy, Skupiny zatížení

Umožňuje nastavit aktuální, vytvořit nové a upravit nebo odstranit existující zatěžovací stavy. Jakékoli zatížení, které vytvoříte, bude uloženo v aktuálním zatěžovacím stavu. V profesionální verzi není počet zatěžovacích stavů omezen. Skupiny zatížení mohou být také vytvořeny z různých zatěžovacích stavů.


Kombinace zatížení

Umožňuje definovat kombinace zatížení zadaných zatěžovacích stavů. Faktor pro každý zatěžovací stav můžete zadat v kombinaci zatížení. Výsledky kombinace zatížení budou vypočteny jako lineární kombinace zatěžovacích stavů s ohledem na specifikované faktory zatěžovacích stavů. Nulový faktor znamená, že se příslušný zatěžovací stav nepodílí na kombinaci zatížení.


Imperfekce

Globální imperfekce

Po nastavení parametrů imperfekce se na konstrukci aplikuje globální imperfekce (její zobrazená amplituda se zvětší, aby byla viditelnější).

Zatěžovací stavy imperfekce mohou být zahrnuty pro provedení analýzy s geometrickou nelinearitou.

Uzly budou posunuty z jejich původních pozic a další zatížení v kombinaci budou aplikována na deformovanou konstrukci.

Dodatečné předpětí

Předpětí

Kabely lze přiřadit k výběru prvků nosníků nebo žeber. Po definování vlastností kabelu a procesu napínání AxisVM určí krátkodobé ztráty předpětím a ekvivalentní zatížení pro konec napínání (název zatěžovacího stavu-T0). Po dokončení statické analýzy určuje časově závislé ztráty předpětí a dlouhodobé ekvivalentní zatížení z výsledku kvazi-stálých kombinací (název zatěžovacího stavu-TI). Tabulky trajektorie kabelu mohou být generovány pomocí uživatelem definovaných kroků. První záložka má definovat parametry a geometrii kabelu.

Jsou-li každému kabelu předepsány platné parametry, geometrie a napínací proces, jsou na čtvrté záložce zobrazeny výsledkové diagramy.

Je-li ve stromu vybrán jeden kabel, zobrazí se dva diagramy. První je skutečné napětí podél kabelu (fp / fpk) a ekvivalentní zatížení kabelu (F). Je-li vybráno více než jeden kabel, diagram zobrazuje výsledné ekvivalentní zatížení pouze pro vybrané kabely.

Pohyblivé zatížení

Pohyblivé zatížení umožňuje modelovat zatížení s konstantní intenzitou jako vozidlo překračující most nebo kočka pohybující se po jeřábové dráze.

Pro definování pohyblivého zatížení musí existovat příslušný zatěžovací stav. Může být vytvořen na záložce Zatížení kliknutím na ikonu Zatěžovací stavy a skupiny zatěžovacích stavů. Viz Zatěžovací stavy, Skupiny zatěžovacích stavů. Ikony přesunutí zatížení budou povoleny pouze v případě, že aktuální zatěžovací stav je pohyblivý zatěžovací stav. Po definování zatížení budou automaticky vytvořeny nové zatěžovací stavy podle počtu zadaných kroků. Automaticky vytvořené zatěžovací stavy nelze odstranit ani přesunout do jiné skupiny zatížení. Zvýšení počtu zatěžovacích kroků vytvoří další zatěžovací stavy. Snížení tohoto počtu způsobí, že některé zatěžovací stavy budou méně využitelné. Tyto přebytečné zatěžovací stavy budou odstraněny pouze před uložením modelu.


Pohyblivé zatížení na liniových prvcích

Pohyblivé zatížení na liniových prvcích je typ zatížení, který se pohybuje na uživatelem definované dráze zatížení v krocích N. Vzor zatížení může obsahovat libovolnou kombinaci soustředěného a rovnoměrného zatížení. Jednotlivá zatížení ve vzoru může být lokální nebo globální a lze nastavit jejich polohu, excentricitu a intenzitu.


Pohyblivé zatížení na plochách

Tento typ zatížení je vhodný při definování zatížení vozidlem. Zatěžovací vzor se skládá z dvojice středových nebo pravoúhlých plošných zatížení představujících kola na nápravách. u je rozchod vozidla, a b označuje rozměry obdélníku. Zatížení nápravy F bude na obou kolech rovnoměrně rozloženo. Vzory zatížení lze uložit pod názvem a znovu načíst. Typ zatížení a směrové spínače vlevo určují vlastnosti všech zatížení zadaných do tabulky.


Seismická zatížení

Seizmická zatížení se berou v úvahu podle metody analýzy spekter odezvy. Tato metoda vyžaduje předem vypočtený určitý počet netlumených vlastních frekvencí a odpovídající vlastní tvary.

Na základě těchto vlastních tvarů generuje AxisVM ekvivalentní statické zatížení (pro každý vlastní tvar), které se pak aplikuje na model pro statickou analýzu. Výsledky a vnitřní síly získané pro každý vlastní tvar se sčítají metodou popsanou ve specifikacích návrhové normy. Seismická analýza může být provedena na základě následujících návrhových norem.

Dostupné pro:

  • Eurocode 8 - EN- 1998-1-1:2004
  • German code - DIN - 4149:2005-04
  • Swiss code - SIA - 261:2003
  • Italian code - OPCM -3274
  • Romanian code - P100 - 2006
  • Hungarian code - MSZ - EN 1998-1

AxisVM může vypočítat navíc i kroutící (torzní) momenty v důsledku náhodných excentricit hmot a kontrolovat citlivost podlaží na efekty druhého řádu.

Požadované parametry závisí na aktuálním návrhu (viz detaily Seismická analýza).

Pushover zatížení - postupné přitěžování

Analýza metodou postupného přitěžování (Pushover) je nelineární metoda
pro posouzení účinků zemětřesení.

Ve výchozím nastavení se generují pushover zatížení podle požadavku normy Eurokód 8 (EN 1998-1: 2004). Generování zatížení využívá netlumených vlastních frekvencí a odpovídajících vlastních tvarů modelu, takže zatížení může být generováno pouze tehdy, pokud již byla provedena analýza kmitání.

Následující popis ukazuje, jak vytvořit Pushover zatěžovací stavy a nastavit jejich vlastnosti před provedením nelineární statické analýzy. 

Vypočítejte vlastní tvary a frekvence

Při spuštění analýzy kmitání se ujistěte, že používáte možnost převést zatížení na hmoty s příslušným zatěžovacím stavem, pokud jsou definována zatížení, která je třeba považovat za statická. Zkontrolujte tabulku modálních koeficientů hmoty v Prohlížeči tabulek. Výsledky kmitání se zobrazí pouze v případě, že je vybrána karta Kmitání.

Vytvořit nový zatěžovací stav Pushover

V dialogovém okně Zatěžovací skupiny zatěžovacích stavů lze vytvořit, přejmenovat a smazat zatěžovací stavy. Výchozí konfigurace čtyř zatěžovacích stavů se vytvoří kliknutím na tlačítko Pushover Load.

Nastavení parametrů Pushover zatížení

Po vytvoření zatěžovacích stavů lze parametry pro zatížení nastavit kliknutím na tlačítko Analýza metodou postupného přitěžování na panelu nástrojů na záložce Zatížení.

Spusťte nelineární statickou analýzu

Po definování Pushover zatížení se provede analýza postupného přitěžování pomocí tlačítka Nelineární statická analýza na záložce Výpočet. Nastavení řízení výpočtu Pushover umožňuje uživateli definovat parametrický a konstantní zatěžovací stav. Parametrický zatěžovací stav je typicky Pushover zatěžovací stav, nicméně AxisVM umožňuje uživatelům definovat další zatěžovací stavy také jako parametrické.

Dynamické zatížení

Dynamické zatížení pro analýzu Time History

Dynamické uzlové zatížení a funkce zrychlení lze definovat pro analýzu časové historie (Time History). Pro seizmickou analýzu lze použít různé akcelerogramy. V tomto případě se doporučuje získat správné seismické akcelerogramy a pro analýzu účinků zemětřesení přiřadit tyto funkce uzlům podpor. Tato metoda poskytuje přesnější výsledky než analýza spektra odezvy a může být použita i v případě, že jsou v modelu definovány nelineární prvky (nelineární podpory, příhrady s definicí pouze tah atd.). Nevýhodou je, že nemůže být automaticky kombinován s jinými typy zatížení.


Dynamická zatížení

Dynamické zatížení a zrychlení jsou definovány funkcemi, které popisují parametr v čase. Editor Funkcí je k dispozici z dialogu definice dynamického zatížení.


Dynamické uzlové zatížení.

Pro definování dynamických uzlových zatížení vyberte uzly a nastavte parametry v dialogu. Pro každou komponentu můžete přiřadit intenzitu a dynamickou zatěžovací funkci popisující časovou závislost faktoru zatížení.


Dynamické zrychlení podpory

Funkci zrychlení lze přiřadit libovolné uzlové podpoře v modelu. Pro každou komponentu můžete přiřadit intenzitu zrychlení a funkci dynamického zatížení popisující časovou závislost faktoru zatížení.


Dynamické zrychlení uzlu

Uzlové zrychlení může být přiřazeno každému uzlu v modelu. Pro každou komponentu můžete přiřadit intenzitu zrychlení a funkci dynamického zatížení popisující časovou závislost faktoru zatížení.