Zaťažiteľnosť
Za väčšinou jedinečných inovácií stojí skutočnosť, že človek je tvor pohodlný a snaží sa robiť veci stále jednoduchšie. Výpočet zaťažiteľnosti mostov je nepochybne prácny iteračný proces, osobitne v prípade železobetónových alebo predpätých betónových mostov. Inžinierom môže trvať dni alebo týždne odhadmi zaťažiteľnosti metódou pokusu a omylu. Cieľom je určiť únosnosť prierezu namáhaného kombináciou normálových a šmykových síl, ohybovými a krútiacimi momentami. Z dôvodu rôznych účinkov stáleho a premenného zaťaženia a nelineárneho správania sa betónu je táto úloha nelineárna a jej riešenie si vyžaduje vhodnú iteračnú metódu.
Aj to je asi dôvod, prečo ma jeden môj priateľ, výborný mostný inžinier a používateľ IDEA StatiCa požiadal o pomoc s touto zdĺhavou úlohou...
V IDEA StatiCa bolo vyvinuté optimalizované iteračné riešenie, ktoré je ako nový modul dostupné vo verzií 7.
Zaťažiteľnosť mostu predstavuje výpočet premenného zaťaženia od dopravy, ktoré je most schopný bezpečne preniesť. Z dôvodu, že sú schémy zaťaženia spravidla odlišné od dopravných zaťažení stanovených v normách pre návrh a materiály môžu vykazovať degradáciu, je možne použiť rozdielne parciálne súčinitele spoľahlivosti a kombinačné súčinitele.
Porovnávací príklad
V porovnávacom príklade bola stanovená zaťažiteľnosť mostu s rozpätím 12 m, ktorý bol tvorený jednoducho uloženými prefabrikovanými predpätými nosníkmi uzavretého komorového prierezu KA61 (obr. vyššie).
Pre analýzu pohyblivého zaťaženia bol použitý software SCIA Engineer. Na základe analýzy bol určený rozhodujúci nosník a následne boli pre tento nosník exportované vnútorné sily v príslušných zaťažovacích stavoch pohyblivého zaťaženia do programu IDEA StatiCa. Výpočtový model mostného nosníka vrátane zadania predpätia a vystuženia bol vytvorený v module IDEA StatiCa Beam.
Kombinácie pre stanovenie zaťažiteľnosti sa generujú automaticky na základe skupín zaťažení pre mosty. Program podľa nastavenia parametrov výpočtu vykoná automatický iteračný výpočet. Výsledky výpočtu sa zobrazujú automaticky po ukončení výpočtu a sú uvádzané ako sumarizované pre rozhodujúce posudky a rezy, a tiež ako podrobné pre jednotlivé typy zaťažiteľnosti ( Vn – normálnu. Vr – výhradnú, Ve – výnimočnú).
Obmedzenie v rovine
Táto možnosť môže byť zapnutá/vypnutá v nastaveniach fáz výstavby.
Výsledky výpočtu (TDA)
Deformácia nosníka od vlastnej tiaže vo fáze Skládka (Storage yard) (Podopretie na koncoch)
uy – extrém 0,424mm
uz – extrém -0,605mm
Deformácia vo fáze Konečné podpory (Final supports) od spojitého zaťaženia -10kN/m
Len deformácia uz
Deformácií uy and pootočeniu x je zabránené
uy= 0
uz – extrém -1,124mm
Výsledky v RCS – posudky v rezoch
Nastavenia vo Fázach výstavby v RCS sa preberajú v súlade s nastaveniami z modulu Beam.
Účinky extrému vnútorných síl vypočítaných pre štádium Skládka (Storage yard):
- Šikmý ohyb
- Pootočenie rx a z sú nenulové
Účinky extrému vnútorných síl vypočítaných pre štádium Konečné podpory (Final supports):
Ohybu z roviny je bránené od tejto fázy výstavby. Preto posudok prierezu zanedbáva prírastky momentu Mz, ktoré nastávajú od tejto fázy. V celkovom účinku sa samozrejme ohyb z roviny prejaviť môže, pretože nastal v prírastkoch vo fázach predtým ako bolo obmedzenie z roviny zapnuté.
- Šikmý ohyb
- Prírastky z sú nulové
Účinky extrému vnútorných síl vypočítaných pre štádium Koniec navrhovanej životnosti (End of deisgn working life):
- Šikmý ohyb
- Prírastky z sú nulové
Relaxačné tabuľky
Celková relaxácia predpínacej výstuže v nekonečne a vývoj strát od relaxácie v čase bol zvyčajne špecifikovaný výrobcom predpínacej výstuže v podobe relaxačných tabuliek, s ktorými sa pracovalo v praxi pred zavedením vzťahu podľa Eurokódu. Zdalo sa, že je to veľký posun vpred – jednoduché programovanie, jednoduchá práca. Problémom však je, že vzťah nevyjadruje skutočné správanie predpínacej výstuže od rôznych výrobcov. To je tiež dôvod, prečo nie je použitie tohto jednoduchého vzťahu dovolené v Nemecku. A to je tiež dôvod, prečo sme zaviedli do IDEA StatiCa verzie 7 užívateľské zadanie relaxačných tabuliek.
Generátor kombinácií pre mosty v BIM
Užívatelia IDEA StatiCa chválili generátor kombinácií pre mosty, ktorý bol pridaný do IDEA StatiCa Beam vo verzii 6. Opakovane uviedli, že naše riešenie je lepšie v porovnaní s konkurenciou. Preto žiadali o zavedenie generátoru do modulu BIM, aby ho bolo možne použiť po importe výsledkov zaťažovacích stavov z iných 3D programov.
To je dôvod, prečo sme zaviedli do IDEA statiCa verzie 7 možnosť definovať skupiny zaťažení pre mosty a generovať kombinácie. Navyše tieto kombinácie sa dajú exportovať do MIDAS Civil ako mct file.
Nádrže na kvapaliny a zásobníky – vylepšenia
Posudok trhlín podľa EN 1992-3 bol vylepšený a program automaticky určí, či sa hrúbky tlačených oblastí betónu z opačných strán vzájomne prekrývajú alebo nie. Tento prípad nastáva pri zaťažení prierezu z oboch strán (prípadne pri iných kombináciách).
Jednostranne namáhaný prierez
Obojstranne namáhaný prierez, hrúbky tlačených oblastí betónu sa prekrývajú
Obojstranne namáhaný prierez, hrúbky tlačených oblastí betónu sa neprekrývajú
RCS – možnosť posúdiť iba jeden extrém prierezu
Tuhosť – vylepšenia
Do IDEA StatiCa verzie 7 boli pridané nové možnosti výpočtu tuhostí a krivostí predpätých prierezov – program počíta tuhosť pre krátkodobo aj dlhodobo pôsobiace zaťaženia. Taktiež je možné spočítať krivosti vyvolané zmrašťovaním.
Prepojenie so SAP 2000
Zjednodušené užívateľské rozhranie v RCS
Nové užívateľské rozhranie bolo optimalizované, aby bolo intuitívne a jednoduché pre použitie. Navigátor sa zredukoval – poskytuje základné funkcie programu a Posudky sú dostupné cez príkaz Výsledky.
