Scia Engineer katalog

Scia Engineer katalog CZ

Tractebel Engineering - Musée des Confluences - Lyon, France - image © isochrom.com

Nejnovější technologie pro modelování, analýzu, navrhování a konstruování všech typů konstrukcí v 1D, 2D, 3D a 4D

Úvodem

Dovolte mi několik slov k obsahu katalogu, jejž právě držíte v rukou, a o jeho vydavateli – společnosti Nemetschek Scia. Ve stavebním průmyslu je nutné si osvojovat nové technologie, které odpovídají zvyšujícím se nárokům na stále vyspělejší výpočetní postupy a efektivní design. V Nemetschek Scia jsme hrdi na to, že nám přes 37 let zkušeností pomáhá vyvíjet stále lepší software pro stavebnictví, sloužící již více než 5 tisícům zákazníků - stavebním společnostem, průmyslovým korporacím, vzdělávacím institucím a dalším. Nemetschek Scia přináší průkopnické technologie s integrovaným 3D řešením pro téměř všechny typy konstrukcí (ocelové a betonové rámy, výškové budovy a rozlehlé komplexy, mosty a tunely, nádoby atd.) Společnost Nemetschek Scia je rovněž autorem softwaru Scia Engineer. Pokrokový software pro navrhování stavebních konstrukcí je mimo jiné nástrojem pro přípravu specializovaných aplikací k projektování speciálních konstrukcí jako např. lešení, typové konstrukce, betonové prefabrikáty, smíšené ocelobetonové konstrukce, potrubní systémy a jiné. Tento katalog Vám poskytne detailní přehled o modulech softwaru Scia Engineer pro modelování, analýzu, návrh a konstruování. Nejdříve představíme tři edice: edici Koncept, Profesionál a Expert. Scia Engineer má objektově orientovanou komponentní architekturu a disponuje přehledným uživatelským rozhraním, nabízí velké množství funkcí pro automatické reportování a kreslení. Je základním stavebním kamenem BIM pro stavební inženýry. Pomocí BIM sdílíte všechny informace o projektu s architekty, kontraktory, zpracovateli a dalšími pracovními skupinami. Nemetschek Scia je průkopníkem v zapojování nástrojů BIM do softwaru již po mnoho let. Softwarová řešení, která Nemetschek Scia přináší - Scia Engineer (CAE), Allplan (CAD) a Scia Fabsteel (CIM) - nabízejí nepřekonatelnou úroveň integrace. Tento katalog Vám přináší detailní technické informace o každém z nyní dostupných softwarových modulů ve Scia Engineer. Příslušný prodejce Vám rád poradí při skladbě funkcionality softwaru podle Vašich potřeb a požadavků. Přeji Vám příjemné čtení a těším se na naši další vzájemnou spolupráci. i v příštích letech budeme dělat vše pro to, aby Vám náš software do nejvyšší míry Vaši práci usnadňoval. Dr. Ir. J.P. Rammant CEO - Nemetschek Scia

1

Obsah Přehled Modulů

3

Moduly 1. Modelování

16

2. Generátory zatížení

38

3. Výpočty

43

4. Dimenzování oceli

55

5. Výkresy konstrukcí

70

6. Dimezování železobetonu

72

7. Dimenzování ostatních materálů

97

8. Zakládání Kontakt

2

103 104

Edice Scia Engineer Edice Scia Engineer esa.ed.ba

C

esa.ed.pr

P

esa.ed.ex

E

esa.ed.st

S

Základní sestava Scia Engineer – Edice Concept Tato sestava softwaru je určena především začínajícím statikům, kteří modelují konstrukce z oceli, betonu a jiných materiálů a používají rovinné či zakřivené plošné prvky a pruty. V sestavě jsou k dispozici výkonné nástroje produktivity s aktivním dokumentem a galerií výkresů, pro výpočty sestava obsahuje výpočty lineární i nelineární s automatickým generátorem konečných prvků. 1D a 2D prvky jsou posuzovány podle zvolené dimenzační normy (ČSN, EC, DIN nebo jiná norma) jak pro ocel, tak i pro beton. Obsaženy jsou i generátor plošného zatížení a generátor zatížení větrem a sněhem dle zvolené normy. Pro ocelové konstrukce je k dispozici posouzení ocelových prutů, železobetonové konstrukce obsahují zadání skutečné výztuže a návrh nutných ploch výztuže (podélné i třmínků) pro nosníky a sloupy nebo desky,stěny i skořepiny dle zvolené normy, a to včetně výpočtu průhybů a protlačení.

Profesionální sestava Scia Engineer – Edice Professional Jedná se o sestavu pro zkušené projektanty. Oproti základní je tato sestava obohacena o některé funkce z oblasti modelování: proměnné průřezy (tvary, materiály), skutečné parametrické modelování prostřednictvím všech vstupních parametrů (geometrie, zatížení,..). Tato sestava je vybavena nástroji B.I.M. umožňujícími výměnu modelů s jiným softwarem (konstrukční i výpočtový model) na základě rozpoznávání prvků, konverzí Structure2Analysis, detekce konfliktů modelů a dalšími funkcemi. Součástí je rovněž pohyblivé zatížení nosníků a desek. Analýza metodou konečných prvků pokrývá všechny fyzikální nelinearity (prvky přenášející jen tah, nelineární tuhosti & prokluzy), stabilitní výpočty a dynamiku (frekvence, modální analýzu, tlumení, seizmická zatížení, časově závislé zatížení). Dimenzační část obsahuje posudek požární odolnosti pro ocelové průřezy (včetně posudku v oblasti pevnosti nebo oblasti časové) a také posudek požární odolnosti pro betonové průřezy. Ocelové přípoje s čelními deskami, šrouby, výztuhami a svary jsou navrhovány pro celou řadu typů (rámový, kloubový sloup-nosník, šroubované diagonály, nosník-nosník) s pomocí v uživatelské expertní knihovny. Efektní 3D vizualizace jsou doplněny přehlednými výkresy uspořádání a detailními výkresy přípojů. Deformace železobetonových prvků lze posoudit v závislosti na normách. Díky rozhraní Roundtrip k softwaru CAD pro modelování 3D železobetonových konstrukcí a šablonám získáte software s integrovaným modelováním určený pro jakýkoliv typ konstrukce.

Expertní sestava Scia Engineer – Edice Expert Tato sestava je určena pro nejnáročnější uživatele. Profesionální verze je doplněna o rozšířené pohyblivé zatížení a zatížení zatěžovací soustavou, fáze výstavby (deformace na deformované konstrukci). Součástí jsou moduly pro předem a dodatečně předpjaté betonové konstrukce, včetně časově závislé analýzy (dotvarování, stárnutí, relaxace, ztráty), pro modelování kabelů a posudky spřažených a předpjatých průřezů. Jsou zde moduly pro membránové konstrukce (plošné prvky přenášející pouze tah), interakci konstrukce s podložím (s ohledem na namáhání v podloží). Výpočet nelineární stability pak bere v úvahu i fyzikální nelinearity (prvky přenášející jen tah, tlak, nelineární tuhosti).

Sestava Scia Engineer – Konstrukční Edice Konstrukční edice je nástroj pro statiky, kresliče a kresličky, s jehož pomocí lze navrhovat a modelovat konstrukce bez možnosti provedení výpočtu. Edice nabízí nástroje pro přímé modelování, import výkresů a modelů z jiných grafických programů (konstrukční BIM), parametrizaci modelu, kontrolu kolizí a export do dalších CAD programů. Navíc obsahuje Automatizované výkresy konstrukcí – sadu nástrojů pro snadnou a automatizovanou přípravu výkresů.

3

Edice Scia Engineer Přehled edicí Scia Engineer - Srovnávací tabulka Modelář Modelář, nástroje produktivity s aktivním dokumentem, IFC, DWG, DXF, VRML (esa.00, esa.01, esa.02, esa.04, esa.06) Podpora BIM a týmové práce , parametrické modelování, obecný průřez, interface Allplan, Tekla, ETABS (esa.26, esa.11, esa.07, esa.28, esa.22, esa.29) Propojení s Revit Structures; Free-form modelář (esa.21, esa.24) Generátory zatížení Generátor zatížení: sníh, vítr, plošné zatížení (esas.05.xx, esas.29) Generátor zatížení větrem, pohyblivé zatížení (esas.46.xx, esas.02, esas.35) Rozšířené pohyblivé zatížení, šablony zatížení (esas.03, esas.36, esas.04) Výpočty Lineární statika (esas.00, esas.01) Nelineární statika - prvky působící pouze v tahu, pouze tlačené podpory, geometrická nelinearita (esas.07, esas.08, esas.10, esas.11) Rozšířená nelineární statika – pružiny a prokluz pro pruty, desky působící pouze v tlaku, stabilitní výpočet, dynamický výpočet (vlastní tvary, harmonické, seizmické a obecné dynamické zatížení) (esas.09, esas.44, esas.13, esas.14, esas.21, esas.22, esas.23, esas.24) Pokročilé výpočty: interakce s podložím, kabely, nelineární stabilita, membrány, sekvenční analýzy, třecí podpory (esas.06, esas.12, esas.34, esas.37, esas.45, esas.42) Lineární a nelineární fáze výstavby (esas.27, esas.38, esas.28) Předpjaté konstrukce, časově závislá analýzy (esas.20, esas.40) Dimenzování ocel Posouzení ocelové pruty včetně optimalizace průřezů (esasd.01.xx) Posouzení požární odolnosti, za studena tváření profily, plastická analýza (esasd.05.xx, esasd.15.xx, esas.15) Modelování přípojů ocelových konstrukcí (esa.18) Posudky přípojů ocelových konstrukcí (esasd.02, esasd.03, esasd.06, esasd.07, esasd.08) Betonové konstrukce Návrh a posudek, protlačení, normově závislé deformace (esacd.01.xx, esacd.02.xx, esacd.03.xx, esas.18, esas.19) Zadání skutečné výztuže (esacdt.01, esacdt.03) Požární odolnost železobetonových nosníků (esacd.07.xx) Předem a dodatečně předpínané prvky: návrh a posudky; zadání předpínacích kabelů (esa.17, esa.20, esacd.04.xx) Kreslič Automatizované výkresy konstrukcí (esadt.01) Podrobné výkresy přípojů (esadt.02) Zakládání Základové patky (esafd.02.01)

Koncept

Profesionál

Expert

Structural

x

x

x

x

x

x

x x

x

x x

x x x

x

x

x

x

x

x

x

x x x x

x

x x

x x x x

x x x x

x x x

x x x x

x x

x x

x

x

Rozšiřující moduly Materiálově nelineární analýza pro prutové betonové konstrukce (esas.16) Globální optimalizace (esa.23) Nerovnoměrný útlum (esas.25) Akumulace vody (esas.30) Klopení (2. řád) (esasd.14) Posouzení prolamovaných nosníků (esasd.12.01) Posudky hliníkových konstrukcí (esaad.01.01) Dřevěné konstrukce (esatd.01.01) Posouzení spřažených ocelobetonových sloupů (esascd.02.xx) Posouzení spřažených ocelobetonových nosníků (esascd.01.xx) Odlehčené desky (esacd.11.01) Posouzení dutinových kabelů (esacd.06.01) Posudek pilot (esafd.01.03) Posudek lešení (esasd.13.01) Výpočty stožárů (esa.16, esasd.10.03) Pro další informace kontaktujte prosím Vašeho prodejce.

4

Structural Edition

Loads Boundary Conditions

Direct

Import

Modelling

CAD/CAE

Structural Model Structural2Analysis Analysis Model

Analysis

Clash Check

Results Code Check Optimisation

Automated GA Drawings Bill of Material Document Paperspace

x

x

x x

Seznam modulů 1. Modelování

C P E S

µ Požadované moduly

viz edice na straně 3

Základní modelář esa.00

µ esa.08

esa.01

µ esa.00

esa.02

µ esa.01

esa.04

µ esa.01

esa.08

µ esa.00

esa.19.x

µ esa.00

Základní modelář prutových prvků

16

16

16

16

C P E S

Základní modul pro Scia Engineer obsahující modelování 3D prutových prvků. Obsahuje: grafický modeler, integrovaný výpočetní a konstrukční model, knihovna průřezů (ocelové válcované průřezy, proměnné a složené průřezy, parametrické betonové, dřevěné a mostní průřezy), knihovny materiálů, rozšiřující knihovny parametrických konstrukčních prvků (katalogové bloky), uživatelské bloky, šablony projektů, galerie obrázků (úpravy obrázků jako jsou kótování, popisky, texty, atd.), import a export geometrie z/do různých formátů (PSS, DStV, DXF, DWG, VRML, EPW, XML, IFC, BMP, WMF ...), dokument se vstupními daty a výsledky (včetně obrázků), export dokumentu do RTF, HTML, PDF a TXT formátů.

Modelář pro rovinné plošné prvky

C P E S

Modelování rovinných desek a stěn v rovině i v prostoru. Zadání geometrie plošných prvků s konstantní i proměnnou tloušťkou prvků.

Modelář pro zakřivené plošné prvky

C P E S

Modelování zakřivených plošných prvků v prostoru - skořepin (obloukové stěny, válce, kopule, jehlany, komolé jehlany apod.).

Ořezy ploch

C P E S

Výpočet průsečnic ploch s definováním odříznutí jednotlivých částí, které nebudou generovány v modelu.

Základní jazyk uživatelského prostředí

C P E

Každá instalace obsahuje jeden standardní jazyk zvolený uživatelem.

Rozšíření o další jazyk

Čeština, Slovenština, Angličtina, Němčina, Ruština, Francoužština, Španělština, Italština, Holandština.

Rozšíření základních modulů esa.06

µ esa.00

esa.07

µ esa.00

esa.11

µ esa.00

Nástroje produktivity

20

24

C P E S

Skupina nástrojů zvyšující produktivitu práce. Automatický update obsahu a vzhledu dokumentu (textů i obrázků) při změně dat. Export 3D obrázků z dokumentu do ADOBE 3D PDF. Aktivní dokument - editace vstupních dat v tabulkách v dokumentu, editor vzhledu tabulek, šablony projektů, šablony dokumentů. Automatická regenerace obrázků v galerii. Definice klimatických a předdefinovaných zatížení. Tabulková editace modelu s možností propojení s MS Excel.

Obecný průřez

P E S

Grafické zadání obecného plnostěnného či tenkostěnného průřezu (složené průřezy, průřezy s otvory) a výpočet jeho statických veličin A, It, Ay a Az. Jednotlivé části průřezu mohou být tvořeny různými materiály či přiřazeny různým fázím výstavby. Tvar průřezu může být importován z DXF, DWG.

Parametrizace konstrukce

P E S

Většina vstupních dat může být parametrizována (souřadnice, tloušťky, průřezy, zatížení apod.). Uživatel může vytvářet přehledné dialogy pro úpravy parametrů, které jsou využitelné hlavně ve spojení se šablonami projektů.

25

CAD moduly / rozšíření esa.27

µ esa.08

esa.24

Scia Modelář

Základní 3D modelář. Modelování prostorových konstrukcí složených z 1D a 2D prvků a z obecných těles. Obecná tělesa nemohou být vytvářena přímo, lze je pouze načítat z formátu VRML a IFC. Import a export různých formátů (PSS, DStV, DXF, DWG, EPW, XML, IFC, BMP, WMF ...). Paket sestává z modulů ESA.00, ESA.01, ESA.02.

Modelář 3D objektů

S

26

µ esa.00 µ esa.27

Pokročilé modelování obecných těles jakými jsou např. tažená tělesa, rotační tělesa apod. Při tvorbě těles lze používat Booleovské operace (sjednocení, průnik, rozdíl, doplněk) spolu s řadou chytrých funkcí pro úpravu tvaru těles (generace sítě prvků na plochách a površích těles, geometrické manipulace s uzly).

esa.18

Modelář ocelových přípojů P E S 28 Modelování geometrie svařovaných a šroubovaných ocelových přípojů prvků tvořených i profily. Modelování tuhých a kloubových rámových přípojů, šroubovaných diagonál, roštů a patních desek. Modul se omezuje na modelování, výpočty nejsou možné. Modelář obsahuje galerii obrázků, průvodce pro automatickou generaci řezů rámovou konstrukcí (přehledné výkresy) a generaci výkresů přípojů.

µ esa.00

5

Seznam modulů Interoperabilita esa.26

µ esa.00

esa.28

Podpora inteligentní výměny modelu mezi programy a týmové práce P E Jedná se o nástroj, který zvyšuje produktivitu práce zejména pokud dochází k výměně dat mezi CAD a CAE aplikací nebo pokud jsou data sdílena dvěma CAE skupinami. Nástroj obsahuje: Structural2Analysis model: automatický převod konstrukčního modelu na výpočetní, Aktualizace ESA projektu: sdílení projektů mezi pracovními skupinami s nástroji pro aktualizaci a sloučení, Rozpoznávač prvků: automatický převod obecných těles na 1D a 2D prvky.

29

Nemetschek-Allplan Roundtrip

30

P E S

µ esa.00

Propojení s Nemetschek-Allplan. Import, export a update geometrie konstrukce a výztuže mezi Nemetschek Allplan a Scia Engineer. Konstrukční model může být vytvořen v jednom z uvedených programů a přenesen do druhého. Provedené změny v modelu mohou být “sdíleny” mezi oběma programy. Dále je možné exportovat nutné plochy výztuže ze Scia Engineer do Allplan (ASF formát), (obsahuje modul esa.26 Podpora inteligentní výměny modelu mezi programy a týmové práce)

esa.21

Výměna dat s REVITem S Rozhraní pro výměnu dat s programem Revit Structure umožňuje načítat a aktualizovat modely vytvořené v aplikaci Autodesk Revit Structure. Model je převádět volně dostupným plug-in modulem, který lze získat na internetových stránkách firmy SCIA. Rovněž je podporován export modelů ze Scia Engineer do Revit Structure. Doporučeným modulem k tomuto modulu je modul Podpora BIM a týmové práce.

µ esa.00

esa.22

µ esa.00

esa.29

µ esa.00

Výměna dat s TEKLA Structures

P E S

Modul propojení s programem TEKLA Structures podporuje načtení a aktualizaci modelů vytvořených v programu TEKLA Structures. Model je převádět volně dostupným plug-in modulem, který lze získat na internetových stránkách firmy SCIA. Doporučeným modulem k tomuto modulu je modul Podpora BIM a týmové práce.

Propojení s programem ETABS

P E S

Propojení s programem Etabs umožňuje přenášet nejčastěji používané entity (1D/2D prvky, zatížení a podpory) z/do programu Scia Engineer.

32

34

37

Licence esa.09

µ esa.00

esa.10

µ esa.00

Plovoucí licence

Řešení pro síťové instalace.

Hardwarový klíč

Licence pro jednoho uživatele. Klíč musí být připojen k USB nebo LPT portu.

2. Generátory zatížení Plošná zatížení esas.29

µ esas.00

Generátor rovinného zatížení

C P E

Automatický rozpočet plošného zatížení na liniové a bodové impulsy působící na nosníky.

38

Vítr a sníh esas.05.xx µ esas.00

esas.46.xx µ esas.00

Generátor pro vítr a sníh

C P E

Automatická tvorba zatížení větrem a sněhem na konstrukci podle příslušné normy. Zatížení se vytváří na 2D konstrukci (možno použít výsek 3D konstrukce například rám haly) Zatížení se počítá automaticky podle zadaných parametrů o umístění stavby, vlastností terénu, směru větru atd. Koeficienty jsou volitelné pro vítr i sníh.

Generátor zatížení větrem ve 3D

P E

Generátor zatížení větrem umožňuje generovat zatížení větrem na uzavřené budovy podle norem EC 1991-EN, IBC a BS.

38

41

Pohyblivé zatížení esas.02

6

Pohyblivé zatížení na prutech

P E

39

µ esas.00

S tímto modulem lze generovat příčinkové čáry a zóny pro pohyblivé zatížení, které se pohybuje po dané dráze. Lze měnit směr a hodnotu pohybujícího se jednotkového zatížení. Také lze umístit definovanou zatěžovací soustavu na vypočtené příčinkové čáry. Program pak nalezne kritické polohy těchto soustav (=příčinkové čáry a plochy). Obálka nejnepříznivějších účinků bude spočtena automaticky. Tento speciální modul je určen pro zadání a výpočet jedné uživatelem zadané skupiny pohyblivých bodových a liniových zatížení na rámech. Výpočet obálky pro celou konstrukci a lokálního průběhu v daném bodě konstrukce.

esas.03

Rozšířené pohyblivé zatížení na prutech E 39 Více skupin vzájemně se ovlivňujících skupin pohyblivého zatížení, uživatelem definovaná skupina bodových zatížení a spojitých rovnoměrných zatížení, skupiny zatížení podle různých norem.

µ esas.02

Seznam modulů esas.04

µ esa.01

esas.35

µ esas.02

esas.36

µ esas.35

Šablony zatížení

E

Definování šablon zatížení - zatěžovacích vlaků a jejich pohyb po deskových konstrukcích. Automatická generace zatěžovacích stavů pro jednotlivé polohy zatížení.

Pohyblivé zatížení na plochách

P E

39

39

43

S tímto modulem lze generovat příčinkové čáry a zóny pro pohyblivé zatížení, které se pohybuje po dané dráze. Lze měnit směr a hodnotu pohybujícího se jednotkového zatížení. Také lze umístit definovanou zatěžovací soustavu na vypočtené příčinkové čáry. Program pak nalezne kritické polohy těchto soustav (=příčinkové čáry a plochy). Obálka nejnepříznivějších účinků bude spočtena automaticky. Tento speciální modul je určen pro zadání a výpočet jedné uživatelem zadané skupiny pohyblivých bodových a liniových zatížení na plošných konstrukcích. Výpočet obálky pro celou konstrukci a lokálního průběhu v daném bodě konstrukce. (rozšíření modulu esas.02)

Rozšířené pohyblivé zatížení plochy

40

E

Více skupin vzájemně se ovlivňujících skupin pohyblivého zatížení, uživatelem definovaná skupina bodových zatížení a spojitých rovnoměrných zatížení, skupiny zatížení podle různých norem (rozšíření modulu esas.35).

3. Výpočty Lineární výpočty esas.00

Lineární statika 2D

C P E

µ esa.00

Lineární statické výpočty konstrukcí tvořených pruty a deskami zatíženými ve své rovině (např. rámy a stěny) nebo kolmo k své rovině (např. rošty a desky). V závislosti na přítomnosti základního modulu esa.00 nebo esa.01 lze spočítat prutové nebo plošné konstrukce. Modul podporuje modelování a výpočty podpor (pevných nebo kloubových v uzlech, na nosníku nebo na hraně desky), vnitřních kloubů na nosnících nebo mezi deskami, tuhých spojení prvků, excentricity, prutů proměnného průřezu, desek proměnných tloušťek apod. Typy zatížení: vlastní tíha, uzlové a mimouzlové bodové zatížení, rovnoměrné spojité zatížení, trojúhelníkové zatížení, pokles podpor, teplotní zatížení (rovnoměrné a gradient) atd. Automatické kombinace zatížení v závislosti na zvolené normě, uživatelem definované kombinace. Výsledky: numerická a grafická prezentace přemístění, podporových reakcí, vnitřních sil a napětí. Grafické vyjádření včetně perspektivy, řezů, detailů, izolinií izopásů. K dispozici jsou všechny nástroje základních modulů.

esas.01

Lineární statika 3D C P E Tento modul přestavuje rozšíření modulu esas.00 Lineární statika 2D a umožňuje výpočty prostorových konstrukcí složených z nosníků, sloupů, desek, stěn (to spolu s modulem esa.01), konstrukcí tvořených zakřivenými plochami (to spolu s modulem esa.02) a nebo konstrukcí obsahujících oba typy prvků. U 3D modelu může zatížený působit v libovolném směru.

µ esas.00

43

Nelineární výpočty / Výpočty s podložím esas.06

µ esa.01 µ esas.00

Interakce s podložím (Soilin)

E

45

46

46

48

P E

46

Určení “skutečných” parametrů C a výpočet interakce mezi konstrukcí a podložím v důsledku sedání. Průběh napětí v zemině pod základovou deskou, průběh a úroveň zatížení, kontaktní napětí mezi konstrukcí a podložím, geometrie kontaktní vrstvy a geologické charakteristiky podloží v daném místě. Protože parametry C ovlivňují kontaktní napětí a pokles kontaktní vrstvy, jsou následně také parametry C ovlivněny kontaktním napětím. Výpočet parametrů je proto iterační. Výpočet určí sedání a jeho vliv na konstrukci. Výpočet je založen na Pasternakově modelu podloží.

Nelineární výpočty / Materiálové nelinearity esas.07

Pruty přenášející pouze tah

C P E

µ esas.00

Výpočet konstrukce s možností definovat pruty, které jsou schopny přenášet pouze tahové či pouze tlakové síly. Praktickou aplikací může být tlačené zavětrování.

esas.08

Podpory a podloží pouze tlačené

C P E

Plošné prvky nesoucí pouze tlak

P E

µ esas.00

esas.44

µ esas.00

esas.09

µ esas.00

esas.42

µ esas.00

Fyzikálně nelineární analýza konstrukce s vyloučením tahu v podporách, podepření na podloží definovaném tuhostními parametry. Výpočet plošných prvků, které jsou schopny přenášet pouze tlakové síly. Modul je možné s výhodou použít například pro výpočet zděných konstrukcí a kleneb, výpočty s prostým betonem.

Nelineární pružiny, prokluzy prvků

Analýza konstrukce s možností definovat nelineární pružiny v podporách a ve vnitřních uzlech (např. polotuhé spojení) a prokluzy prvků (např. pruty přenášející vnitřní síly až po určitém prodloužení).

Třecí podpory

E

Třecí podpory v uzlových podporách.

7

Seznam modulů Nelineární výpočty / Geometrická nelinearita esas.10

Geometrická nelinearita pruty C P E 46 Výpočet konstrukce podle teorie druhého řádu. Modul obsahuje výpočet konstrukce v deformovaném stavu, zohlednění P-delta efektu (počáteční přemístění a imperfekce prvků) a uvažování vlivu normálových sil na tuhost. Výpočtové metody jsou Timoshenkova (pro konstrukce s konstantní normálovou silou v průběhu výpočtu) a Newton-Raphsonova s postupným přitěžováním (pro velké deformace a proměnnou normálovou sílu v průběhu výpočtu).

esas.11

Geometrická nelinearita plošné prvky C P E 46 Výpočet plošných konstrukcí podle teorie druhého řádu se zohledněním deformace (geometrické imperfekce a počáteční deformace).

esas.12

µ esas.10

Lanové konstrukce E Výpočet konstrukcí s možností uvažovat předpjaté lanové prvky. Možnost zadání zakřiveného počátečního tvaru lana. Konečné zakřivení lana je spočteno na základě rovnováhy zatížení a předpětí.

46

esas.37

Membránové plošné prvky

46

µ esas.00

µ esas.10

µ esas.00

Výpočet skořepinových prvků namáhaných pouze tahovou osovou silou. E

Nelineární výpočty / Sekvenční analýza esas.45

µ esas.00

Sekvenční analýza

E

Sekvenční analýza umožňuje spustit dva výpočty na témže modelu, přičemž druhý výpočet vychází z výsledků prvního. Jsou podporovány následující kombinace výpočtů: a) lokální nelinearita na prutech + lineární stabilita b) lokální nelinearita na prutech + dynamika (vlastní kmitání).

Nelineární výpočty / Akumulace vody esas.30

µ esas.00

Akumulace vody

Automatický výpočet účinků akumulace vody na nosnou rámovou konstrukci ploché střechy podle NEN.

Optimalizace esa.23

µ esa.00

esa.30

µ esa.00

Optimalizace pomocí parametrů

Obecná optimalizace - MOOT

Uživatel může snadno optimalizovat konstrukci pomocí stanovených přírůstkových kroků vybraných parametrů. Uživatel nejprve definuje v programu Scia Engineer projekt a parametrizuje jej. Poté může v prostředí Scia ODA daný projekt otevřít a spustit jeho výpočet pro definované varianty parametrů. Výsledkem je skupina výsledkových dat, ze kterých lze vybrat optimální variantu parametrů a nebo je možné tyto skupiny dat exportovat do tabulkového procesoru (MS Excel) a tam provést další zpracování. Modul Obecná optimalizace slouží k optimalizaci parametrického modelu. Uživatel zadává, který parametr má být optimalizován a jaká matematická metoda má být použita.Program počítá varianty a hledá optimální řešení.

50

Stabilitní výpočty esas.13

Stabilita pruty P E Výpočet globálních tvarů vybočení a zatížení, při němž dochází ke ztrátě stability deskové konstrukce. Možnost importování tvaru vybočení do geometricky nelineárního výpočtu jako počáteční deformovaný stav (esas.11).

46

esas.14

Stabilita plošné prvky P E Výpočet globálních tvarů vybočení a zatížení, při němž dochází ke ztrátě stability deskové konstrukce. Možnost importování tvaru vybočení do geometricky nelineárního výpočtu jako počáteční deformovaný stav (esas.11).

46

esas.34

Nelineární stabilita E Výpočet globálních tvarů vybočení a zatížení, při němž dochází ke ztrátě stability prutové konstrukce s uvažováním nelinearit typu: pruty působící pouze v tahu či tlaku, nelineární podpory apod. Na základě hodnoty kritického zatížení se může uživatel rozhodnout, zda chce pokračovat výpočtem podle teorie druhého řádu. Kritický tvar vybočení lze importovat do geometricky nelineárního výpočtu jako počáteční deformovaný stav (esas.11) (rozšíření modulu esas.13).

46

µ esas.00

µ esas.13

µ esas.13

Dynamika esas.21

µ esas.00

8

Vlastní kmitání prutových konstrukcí

P E

Výpočet vlastních frekvencí a tvarů rámové konstrukce. Automatický výpočet vlastní tíhy konstrukce. Další hmoty lze zadat jako bodové nebo rovnoměrné a nebo je lze vytvořit z dříve zadaných statických zatěžovacích stavů. Uživatel rozhoduje o počtu počítaných vlastních frekvencí. Pro každou vlastní frekvenci se spočte metodou iterace podprostru i odpovídající vlastní tvar. Výsledky lze prezentovat numericky nebo graficky.

51

Seznam modulů esas.22

Vlastní kmitání plošných konstrukcí P E Výpočet vlastních frekvencí a tvarů deskové konstrukce. Automatický výpočet vlastní tíhy konstrukce. Další hmoty lze zadat jako bodové nebo rovnoměrné a nebo je lze vytvořit z dříve zadaných statických zatěžovacích stavů. Uživatel rozhoduje o počtu počítaných vlastních frekvencí. Pro každou vlastní frekvenci se spočte metodou iterace podprostru i odpovídající vlastní tvar. Výsledky lze prezentovat numericky nebo graficky.

51

esas.23

Dynamika pruty (rozšíření) P E Navíc k výpočtu vlastních tvarů kmitání (esas.21) lze spočítat reakci konstrukce na harmonické a seizmické zatížení. Pro harmonické zatížení se definuje frekvence a tlumení. Výpočet odezvy na seizmické zatížení se použije např. pro simulaci zemětřesení: k dispozici jsou spektra podle EC8, PS 92 (francouzská norma), IN 4149 (německá norma) SIA 160 (švýcarská norma) a podle turecké normy. Další spektra mohou být definována uživatelem. Jsou určeny modální součinitele poměru kmitající hmoty. Pro oba typy výpočtu lze výsledky kombinovat s výsledky statického výpočtu.

51

esas.24

Dynamika plochy (rozšíření) P E Navíc k výpočtu vlastních tvarů kmitání deskové konstrukce (esas.22) lze spočítat reakci konstrukce na harmonické a seizmické zatížení. Pro harmonické zatížení se definuje frekvence a tlumení. Výpočet odezvy na seizmické zatížení se použije např. pro simulaci zemětřesení: k dispozici jsou spektra podle EC8, PS 92 (francouzská norma), IN 4149 (německá norma) SIA 160 (švýcarská norma) a podle turecké normy. Další spektra mohou být definována uživatelem. Jsou určeny modální součinitele poměru kmitající hmoty. Pro oba typy výpočtu lze výsledky kombinovat s výsledky statického výpočtu.

51

µ esas.21

µ esas.21

µ esas.22 µ esas.23

esas.25

µ esas.23

Nerovnoměrné tlumení prutových prvků

Nerovnoměrné tlumení prutových prvků: Zadání charakteristik tlumení v konstrukci (relativní tlumení a logaritmický dekrement). Lze aplikovat na konstrukce složené z více dílčích částí, z nichž každá má jiné tlumicí charakteristiky (např. spřažená ocelo-betonová konstrukce, konstrukce na podloží apod.) Dynamika: výpočet vlastních frekvencí a tvarů prutové konstrukce.

Fáze výstavby esas.27

Fáze výstavby pruty

E

53

µ esas.00

Konstrukce jsou často navrhovány z různých materiálů (např. ocel, prefabrikovaná deska, dobetonávka) a tak se jejich statické schéma v průběhu výstavby mění. Tento modul dovoluje počítat konstrukce v různých fázích. Historie napětí je spočtena zohledněním přidávaných a odebíraných podpor, prvků, zatěžovacích stavů, měnících se průřezů apod. Lze použít na prutové konstrukce.

esas.28

Fáze výstavby pruty - nelineární E Jedná se o rozšíření lineárního výpočtu fází výstavby (esas.27). modul v jednotlivých fázích výstavby zohledňuje geometrii deformované konstrukce získanou v předchozí fázi.

53

esas.38

Fáze výstavby plošné prvky E Konstrukce jsou často navrhovány z různých materiálů (např. ocel, prefabrikovaná deska, dobetonávka) a tak se jejich statické schéma v průběhu výstavby mění. Tento modul dovoluje počítat konstrukce v různých fázích. Historie napětí je spočtena zohledněním přidávaných a odebíraných podpor, prvků, zatěžovacích stavů, měnících se průřezů apod. Lze použít na deskové a skořepinové konstrukce (rozšíření modulu esas.27)

53

µ esas.27

µ esas.27

Předpětí esas.20

µ esas.00

esas.40

µ esas.00 + µ esa.17 µ esa.20

TDA

E

Řešič pro betonové, spřažené a předpjaté rovinné rámové konstrukce. Řešič provádí časově závislou analýzu včetně výpočtu ztrát od dotvarování, uvážení historie, smršťování, stárnutí, dlouhodobých ztrát, relaxace a redistribuce napětí. Tento modul je nutností pro přesný návrh a posouzení předpjatých betonových nosníků a rámů.

Výpočet předpjatých konstrukcí

54

E

Výpočet prostorové geometrie kabelů, ztráty předpětí, automatická generace excentrických konečných prvků pro vícelanové kabely (kabely se stávají součástí konstrukčního modelu), ekvivalentní zatížení, vnitřní síly, napětí od předpětí.

4. Dimenzování oceli Ocelové pruty esasd.01

µ esas.00

Posouzení ocelové pruty

C P E

Pevnostní a stabilitní posudek ocelových konstrukcí podle zvolené normy. Modul obsahuje optimalizaci průřezů. Posudek může být prováděn pro každý prut, skupinu prutů zvoleného průřezu nebo pro celou konstrukci. Přehldné zobrazení s barevným rozlišením zadaného procenta dovoleného namáhání, umožňuje uživateli zřetelnou orientaci v navrhované konstrukci mezi poddimenzovanými a předimenzovanými prvky. Vzpěrné délky se v běžných případech stanovují automaticky. Podporovány jsou všechy třídy průřezů včetně třídy 4 (tenkostěnné). V posudku se uvažuje se vzpěrem, boulením a klopením.

esasd.01.01 Posouzení ocelové pruty - EN 1993 µ esas.00

C P E

Posouzení mezního stavu únosnosti ocelových prutů podle EN.1993, vliv vzpěru a klopení, pružný i plastický výpočet, možnost optimalizace průřezů

55

9

Seznam modulů esasd.01.07 Posouzení ocelové pruty - ČSN 731401 µ esas.00

C P E

Posouzení mezního stavu únosnosti ocelových prutů podle ČSN 731401, vliv vzpěru a klopení, pružný i plastický výpočet, možnost optimalizace průřezů.

57

Požární odolnost esasd.05

µ esas.00

Posouzení požární odolnosti ocelových prutů

P E

Pevnostní a stabilitní posdek ocelových prutů na účinky požáru. Posudek je prováděn pro pevnostní nebo teplotně časovou oblast. Prostředí modulu je shodné s prostředím Posouzení ocelových prutů (esasd.01.01). Uživatel zadává příslušnou křivku průběhu teplot při požáru a časový úsek pro který je pak posudek zpracován. Případné izolace nebo obložení profilů lze zadat na každý prut.

esasd.05.01 Posouzení požární odolnosti ocelových prutů - EN 1993-1-2 µ esas.00

P E

Návrh a posouzení ocelových prutů v podmínkách požáru dle EN 1993-1-2 a ECCS No 111. Posouzení je realizováno pro oblast odolnosti nebo tepelně časovou oblast.

59

Za studena tvářená ocel esasd.15

µ esas.00

Za studena tvářená ocel

P E

Modul posudku za studena tvářené oceli je rozšířením k modulu esasd.01.xx (posudek ocelových profilů). Modul provánídí posudek únosnosti i stability.

esasd.15.01 Za studena tvářená ocel EN 1993

64

esasd.13.01 Lešení - posouzení podle prEN 12811-1

61

esasd.12.01 Prolamované nosníky ‘ENV 1993-1-1, 1992/A2

63

µ esas.00

P E

Modul posudku za studena tvářené oceli podle EC-EN1993-1-3 je rozšířením k modulu esasd.01.01 (posudek ocelových profilů). Modul provánídí posudek únosnosti i stability.

Další moduly µ esas.00

µ esas.00

esasd.14

µ esas.00

Zadání počátečních deformací konstrukce lešení, knihovna spojek, posouzení prvků a spojek konstrukce dle prEN 12811-1, speciální posudek pro trubky, rozšířený výpočet systémových délek. Prolamované nosníky ENV 1993-1-1, 1992/A2: Integrované zadání a posouzení prolamovaných nosníků. Nosníky se zadávají pomocí knihovny prolamovaných nosníků a posuzují se způsobem analogickým posudkům běžných ocelových prutů. Návrh prolamovaných nosníků je proveden pomocí řešiče ArcelorMittal ACB.

Analýza klopení podle teorie 2. řádu

Nelineární výpočet kritického momentu Mcr prutových prvků s pomocí výpočtu vlastních hodnot a analýzu dle teorie 2. řádu s použitím 7 stupňů volnosti.

Plastický výpočet oceli esas.15

µ esas.00

Plastické klouby na rámové prutové konstrukci P E 46 Analýza vzniku plastických kloubů v koncových uzlech prutových prvků na ocelové konstrukci dle ČSN, EC, DIN, NEN a ONORM.

Přípoje esasd.02

Přípoje ocelových prutů EC 3 P E 66 Návrh a posouzení rámových svařovaných a šroubovaných přípojů ocelových prutů na vnitřní síly v rovině i kolmo na rovinu přípoje, přípoje vazníků z uzavřených profilů, přípoje ocelových prutů na styčníkový plech, jednoduchá patka, expertní systém pro návrh přípojů, výpočet tuhosti přípojů. Tuhost přípoje lze zohlednit ve výpočtu jako pružně-poddajné připojení prutu do uzlu.

esasd.03

Rámové přípoje - kloubové P E Rámové přípoje - kloubové: Návrh a posouzení rámových kloubových přípojů podle EC 3, DIN 18800 T1 a BS 5950-1:2000. Spojení sloupu a nosníku může být typu: koleno, kříž, jednoduché a dvojité T. Jako výztuhy lze použít přivařené nebo šroubované desky, úhelníky a krátké čelní desky. Prvky přípoje se zadávají v přehledných dialozích: Přípoj je okamžitě vizualizován v konstrukčním modelu konstrukce. Při každé operaci se kontrolují nornou zadané podmínky (např. vzdálenost šroubů) a praktická realizovatelnost. Únosnost se posuzuje s ohledem na skutečné vnitřní síly a v případě potřeby lze přípoj interaktivním způsobem optimalizovat.

esasd.06

Rámové přípoje - šroubované diagonály P E Rámové přípoje - šroubované diagonály: Výpočet přípojů šroubovaných diagonál podle EC 3 (šrouby, oslabený průřez). Diagonála je obecně připojena ke styčné desce. Diagonála, šrouby a styčná deska jsou pak posouzeny. Požadovaný počet šroubů je spočten automaticky. Přímé spojení diagonály a sloupu (jako např. u stožárů) je také počítáno. Po výpočtu jsou porovnány přípustné a skutečné síly a spoj lze dále optimalizovat.

µ esas.00 µ esa.00

µ esas.00

µ esas.00

10

Seznam modulů esasd.07

Expertní systém návrhu přípoje P E Expertní systém návrhu přípoje: Inteligentní výběr rámového přípoje (tuhého nebo kloubového) z knihoven již hotových přípojů DSTV, SPRINT anebo z uživatelsky definovaných knihoven. Pro každý z uvedených výpočtů lze přípoj optimalizovat interaktivním způsobem (viz popis příslušného modulu) nebo lze přípoj vyhledávat v expertní knihovně. Vygenerovaný seznam obsahuje všechny přípoje, které vyhovují uživatelem zadaným požadavkům (pravděpodobně s jistou tolerancí) včetně jednotkového posudku (poměr mezi skutečným a dovoleným namáháním). Po výběru příslušného přípoje je přípoj v konstrukci navržen (viz popis příslušného modulu). Expertní systém je otevřená knihovna, ve které může uživatel ukládat své vlastní přípoje.

68

esasd.08

Kloubové přípoje plošin P E Kloubové přípoje plošin: Návrh a posouzení přípojů plošin podle EC3, DIN 18800 a BS 5950-1:2000. Jako výztuhy lze použít přivařené nebo šroubované desky, úhelníky a krátké čelní desky. Prvky přípoje se zadávají v přehledných dialozích: úhelníky, čelní desky, šrouby (standardní nebo vysokopevnostní šrouby), ořezy atd. Přípoj je okamžitě vizualizován v konstrukčním modelu konstrukce. Při každé operaci se kontrolují nornou zadané podmínky (např. vzdálenost šroubů) a praktická realizovatelnost. Únosnost se posuzuje s ohledem na skutečné vnitřní síly a v případě potřeby lze přípoj interaktivním způsobem optimalizovat.

69

µ esasd.02 µ esasd.03

µ esas.00

5. Výkresy konstrukcí Výkresy konstrukce esadt.01

Automatizované výkresy konstrukcí

P E S

Modul Automatizované výkresy konstrukcí automaticky generuje 2D výkresy z 3D modelu programu Scia Engineer. Nejprve je třeba ručně definovat řezy konstrukcí (svislé, vodorovné, obecně orientované). Následně jsou jednotlivé výkresy automaticky generovány s použitím předdefinovaných stylů a pravidel pro kreslení. Tato pravidla a styly lze v případě potřeby změnit tak, aby vyhovovaly požadavkům konkrétního zákazníka. K vygenerovanému výkresu lze ručně nebo automaticky připojit popisky a kóty. Dokončené generované výkresy mohou být vloženy do prostředí Výkresu ve Scia Engineer kde mohou být zkombinovány s dalšími výkresy: výkresy přípojů (see esadt.02). Výkres lze exportovat do formátu DXF, DWG, BMP nebo WMF. Současná funkcionalita modulu Schematické projekční výkresy je zachována.

70

Výkresy přípojů esadt.02

Podrobné výkresy přípojů P E S Průvodce pro automatickou generaci celkového výkresu a detailů přípojů (čelní deska, výztuha atd.) pro všechny druhy zadaných přípojů. Výkresy lze upravovat a doplňovat např. textem a kótami. Následně mohou být vloženy na velký výkres v galerii výkresů (viz esadt.01).

70

6. Dimezování železobetonu Nosníky a sloupy esacd.01

µ esas.00

ŽB pruty – nutné plochy výztuže

C P E

esacd.01.01 ŽB pruty – nutné plochy výztuže EC2 µ esas.00

Výpočet nutných ploch podélné výztuže i třmínků železobetonových prutů a sloupů. Zadání dat betonu (krytí, výztuž) a normově závislých hodnot se provádí v přehledných dialozích. Program umožňuje zadat základní (konstrukční výztuž), potom je dopočítána jen nutná plocha přídavné výztuže. Posudkové dialogy přehledně zobrazují výsledky na průřezech, včetně vnitřních sil, vztahy mezi napětím a přetvořením v jednotlivých bodech průřezu. Modul zahrnuje návrh/posudek na druhý mezní stav. C P E

Výpočet nutných ploch výztuže železobetonových prutů včetně vlivu trhlin, příprava pro posudky mezních stavů únosnosti a použitelnosti dle EC2 (požadován modul esacdt.01).

esacd.01.07 ŽB pruty – nutné plochy výztuže - ČSN 731201 µ esas.00

C P E

72

Výpočet nutných ploch výztuže železobetonových prutů včetně vlivu trhlin, příprava pro posudky mezních stavů únosnosti a použitelnosti dle ČSN (požadován modul esacdt.01).

Požární odolnost esacd.07.01 Posouzení požární odolnosti EC2 EC 2 µ esas.00

P E

Posouzení požární odolnosti betonových nosníků, sloupů a dutinových panelů podle konstrukčních zásad a podle zjednodušené metody definované v EN 1992-1-2.

74

Desky, stěny a skořepiny esacd.02


ŽB plošné prvky – nutné plochy výztuže

C P E

Návrh nutných ploch výztuže podle únosnosti a na šířku trhlin. Zadání dat betonu (krytí, výztuž) a normově závislých hodnot se provádí v přehledných dialozích. Program umožňuje zadat 2-3 směry výztuže pro každou stranu desky zvlášť (až 10 vrstev). Uživatel obdrží navržené nutné plochy pro každou vrstvu v grafické nebo textové formě.

11

Seznam modulů esacd.02.01 ŽB plošné prvky –nutné plochy výztuže EC2 µ esas.00 µ esa.01

C P E

Návrh nutných ploch výztuže železobetonových rovinných a zakřivených plošných prvků (až 10 vrstev výztuže) podle únosnosti a na šířku trhlin dle EC2.

esacd.02.07 ŽB plošné prvky – nutné plochy výztuže ČSN 731201 µ esas.00 µ esa.01

C P E

76

78

Návrh nutných ploch výztuže železobetonových rovinných a zakřivených plošných prvků (až 10 vrstev výztuže) podle únosnosti a na šířku trhlin dle ČSN 731201.

Normově závislé průhyby esas.18

Výpočet deformací železobetonových prutů podle normy

C P E

80

81

µ esas.00

Analýza mezního stavu přetvoření železobetonových prutových konstrukcí včetně vlivu oslabení průřezu trhlinami a s uvážením fyzikálně nelineárního chování železobetonu.

esas.19

Výpočet deformací železobetonových desek podle normy

µ esas.18

C P E

Analýza mezního stavu přetvoření železobetonových rovinných a zakřivených plošných prvků včetně vlivu oslabení průřezu trhlinami a s uvážením fyzikálně nelineárního chování železobetonu.

Materiálově nelineární výpočet betonových konstrukcí esas.16

µ esas.01

Fyzikálně a geometricky nelineární výpočet betonových prutů

82

Výpočet redistribuce vnitřních sil pro rámové konstrukce s uvážením nelineárního chování betonových, železobetonových a zděných konstrukcí v kombinaci s geometricky nelineárním chováním konstrukce. Výpočet je proveden na obecném průřezu pro vyztužené i nevyztužené pruty. Výpočet postihuje efekt redistribuce vnitřních sil s uvážením velkých deformací, trhlin a plastického chování materiálu.

Protlačení esacd.03


Protlačení desek

C P E

esacd.03.01 Protlačení desky EC2 µ esas.00 µ esa.01

C P E

83

Návrh výztuže a posudek v kritických řezech dle EC2.

esacd.03.07 Protlačení desky ČSN 73 1201 µ esas.00 µ esa.01

83

Posudek protlačení desek podle návrhové normy. Modul umožňuje zadání několika návrhových situací (rohový sloup, sloup na hraně, střední sloup), tyto situace jsou v modelu rozpoznány, je však umožněna dodatečná změna parametrů situace. V přehledném dialogu, uživatel může zadat otvory v desce, případně hlavice sloupů. Program pak stanoví parametry kritického řezu a provede posudek. Výstupem posudku je pak dokument ve zvolené podrobnosti.

C P E

83

Návrh výztuže a posudek v kritických řezech dle ČSN 73 1201.

Zadání výztuže esacdt.01

esacdt.03 µ esa.01

esa.17

µ esa.00

esa.20

µ esas.00

Zadání výztuže pro ŽB pruty C P E S Definování skutečné výztuže do ŽB nosníků a sloupů, různé typy kotevních úprav pro třmínky i podélnou výztuž, posouzení zakotvení výztuže podle konkrétních požadavků. Počet nutných třmínků a vložek podélné výztuže včetně jejich umístění lze navrhovat i automaticky podle mezního stavu únosnosti. Počet nutných třmínků a vložek podélné výztuže včetně jejich umístění je proveden automaticky. Skutečná výztuž je zohledněna při posouzení průhybů.

84

86

91

Zadání výztuže pro ŽB rovinné plošné prvky

C P E S

Definování skutečné výztuže do ŽB desek a stěn ze sítí tvořených jednou nebo dvěma vrstvami výztuže. Vrstvy se kladou ke dvěma povrchům stěny nebo desky. K základní výztuži lze přidávat přídavné vložky. Také je možno vybírat z knihovny vyráběných sítí.

Zadání předem předpjatých kabelů

E

Zadání předem předpjatých kabelů do nosníků, knihovna šablon, výpočet krátkodobých ztrát.

Zadání dodatečně předpjatých kabelů

E

Zadání dodatečně předpjatých kabelů se soudržností v zainjektovaných kanálcích, volných (vnějších) kabelů nebo kabelů bez soudržnosti. Kabely lze definovat pomocí knihovny geometrických tvarů (přímé části, zahnuté části) a nebo jej lze z CAD aplikace (DWG, DXF). Zadání dat pro výpočet ztrát třením a pokluzem. Kabely lze napínat od počátku a nebo od konce, kontrolovat ztráty třením a prodloužení kabelu před a po ukotvení.

87

Předpětí esacd.04.01 Posouzení předpjatých nosníků EC 2

12

E

µ esas.27 + Odezva průřezu na mezním stavu únosnosti při kombinaci normálové síly a momentů, únosnost průřezu (interakční diagram) pro µ esas.40 kombinaci normálové síly a momentů, dovolené namáhání betonu na mezním stavu použitelnosti, dovolené namáhání předpínací výztuže a volných kabelů na mezním stavu použitelnosti. Posudky předpínací síly v průběhu předpínání. Posudky zohledňují fáze výstavby, provozu a stárnutí betonu.

89

Seznam modulů esacd.04.07 Posouzení předpjatých nosníků ČSN 36207

µ esas.27 + Výpočet odezvy předpjatých průřezů při mezním stavu únosnosti při zatížení kombinací ohybových momentů a osové síly. Dovolená µ esas.40 or (interakční diagram) pro kombinaci normálové síly a momentů, dovolené namáhání betonu na mezním stavu použitelnosti, dovolené µ esas.38 namáhání předpínací výztuže a volných kabelů na mezním stavu použitelnosti. Posudky předpínací síly v průběhu předpínání. Posudky zohledňují fáze výstavby, provozu a stárnutí betonu.

92

Speciální posudky esacd.06.01 Posouzení dutinových desek EN 1168

94

esacd.11.01 Posudek odlehčených desek dle EC

95

µ esas.00

µ esacd.02

Speciální posudek dutinových desek na smyk, odštěpování, kombinaci smyku a kroucení, podporové podmínky a protlačení podle EN 1168. Pomocí tohoto modulu může uživatel podrobně posoudit dutinové desky podle nejnovější normy EC. Tento modul by měl být používán spolu s moduly EN 1992-1-1 a 1992-1-2. Posudek desek s vylehčovacími tvarovkami dle EC: Tento modul dovoluje vkládání vylehčovacích tvarovek do železobetonových desek a jejich posudek a optimalizaci. Výztuž desek lze přenést do programu Allplan k dalšímu zpracování..

7. Dimenzování ostatních materálů Spřažené nosníky esascd.01.01 Spřažené ocelo-betonové nosníky EC4

97

esascd.02.01 Spřažené ocelo-betonové sloupy EC4

99

µ esas.00

µ esas.00

Modul pro návrh ocelo-betonových spřažených nosníků a desek ve finální (spřažené) fázi (EN 1994) a ve fázi výstavby (nespřažené) (EN 1993). Obsahuje také návrh spřažených ocelo-betonových prvků podle zásad požární odolnosti. Modul pro návrh ocelo-betonových spřažených nosníků (EN 1994). Obsahuje také návrh spřažených ocelo-betonových prvků podle zásad požární odolnosti.

Dřevěné konstrukce esatd.01.01 Posouzení dřevěných konstrukcí EC5 µ esas.00

Pevnostní a stabilitní posouzení dřevěných prutů podle EC5 včetně posouzení použitelnosti s vlivem dotvarování.

Hliníkové pruty esaad.01.01 Posouzení hliníkových konstrukcí - EN1999-1-1 101 µ esas.00

Návrh hliníkových konstrukcí podle EN1999-1-1 včetně návrhu příčných svarů, posouzení štíhlosti, lokálních imperfekcí a imperfekcí prutu.

8. Zakládání Zakládání esafd.01.01 Posudek základových pilot dle EC µ esas.00

Základové piloty jsou integrovány do modelu v programu Scia Engineer. Půdní profil je generován z Cone Penetration Test (CPT). Modul umožňuje návrh a posudek piloty dle normy NEN 9997-1:2009 (NEN-EN 1997-1, NEN-EN 1997-1/NB a NEN 9097-1).

esafd.02.01 Posudek základových patek dle EC µ esas.00

Posudek základových patek na stabilitu dle EC-EN 1997-1.

103

13

Seznam modulů 9. Vertikální aplikace Obecné esaod.00

Scia ODA základní modul

Základní modul pro každou instalaci Scia ODA používaný pro import a spuštění šablon.

Spřažené konstrukce esamd.00

Mixbeam ODA

Výpočet fází výstavby modelu mostu tvořeného ocelo-betonovým průřezem.

esamd.01.06 Mixbeam CGPC

µ esasmd.01 Posouzení průřezu, velikosti svaru a spojovacích prvků podle francouzské normy.

Návrh potrubí esa.15

µ esa.00

esas.31

µ esas.01

esas.39

µ esa.01

Modelování potrubních systémů

Modelování potrubních systémů

Podpory potrubí

Zadání speciálního pružného podepření potrubí.

Posouzení příčného řezu potrubí NEN

Výpočet tečných napětí u potrubí uložených v zemi podle NEN.

esasd.09.03 Osové napětí v potrubí NEN µ esas.01

Výpočet osových napětí u potrubí uložených v zemi podle NEN.

Návrh stožárů VVN esa.16

µ esa.00

esas.33

µ esas.01

Bloky pro stožáry VVN

Uživatelské bloky pro modelování konstrukcí stožárů VVN.

Zatížení údržbou

Zatížení údržbou zejména pro stožáry vysokého napětí.

esasd.10.03 Speciální posudky stožárů VVN podle EN 50381-3-15 µ esas.01

14

Posouzení limitní štíhlosti podle EN 50341-3-15 (symetrické zavětrování, K-zavětrování, křížené zavětrování, SBS atd.).

15

Modelování

Základní modelář

Výkonné řešení Scia Engineer je špičková aplikace pro systém Windows, určená k výpočtům a návrhům plošných a prostorových stavebních konstrukcí z oceli, betonu a dalších materiálů a složených z prutových a deskových prvků. Systém Scia Engineer je modulární, což znamená, že jej lze vyladit pro specifické potřeby konkrétního uživatele. Díky své celkové výkonnosti, snadnému použití a rychlosti je tento systém výkonným nástrojem i pro ty nejsložitější úlohy a nejnáročnější uživatele. Základní modelář tvoří jádro systému a řídí také

Hlavní funkce ► Přehledné grafické prostředí.

► Přímé a zakřivené pruty, rovinné a zakři-

16

vené deskostěnové konstrukce včetně jejich průniků. ► Přehledné zobrazení konstrukce s funkcemi jako perspektiva, aktivita, clipping box, nastavení parametrů zobrazení a barev, atd. ► Knihovna předefinovaných materiálů, průřezů a typových konstrukcí. ► Oddělený výpočtový a konstrukční model poskytující přesné výsledky na reálné konstrukci - YSWYD (You See What You Design). ► Výměna dat s programy Revit a Tekla. ► IFC 2x3, VRML import. ► SDNF import / export. ► Eurokódy včetně Národních aplikačních dokumentů.

esa.00 / esa.01 / esa.02 / esa.04

nejdůležitější úlohy, jako je instalace systému, grafický vstup a výstup dat, export a import do jiných aplikací a zpět, knihovny standardních materiálů a průřezů, sady předdefinovaných tvarů, nápověda online atd.

TrueAnalysis Většina softwarových systémů pro statické výpočty a návrhy obvykle pracuje s takzvaným „výpočtovým modelem“, který obsahuje právě jen tolik informací, kolik je třeba k provedení výpočtu. Systém Scia Engineer je jedinečný v tom, že umožňuje uživateli velmi rychle definovat vztah mezi tímto výpočtovým modelem a skutečným tvarem konstrukce používaným v systémech CAD (konstrukční model). Konstrukční model může dokonce obsahovat entity, které nejsou zahrnuty do výpočtového modelu (např. zábradlí, okenní panely apod.). Uživatel může rozhodnout o tom, který z modelů je primární. Druhý model vytvoří program Scia Engineer automaticky (viz Structure-2-Analysis). Přítomnost výpočtového i konstrukčního modelu v jednom projektu má mnoho výhod: • Výkresy obecného uspořádání lze generovat automaticky. Tato možnost je užitečná pro vnitřní komunikaci nebo v nabídkové fázi, kdy nejsou zapotřebí podrobné výkresy. • Jen tímto způsobem lze zajistit konzistentní komunikaci se softwarem CAD a zaručit integritu procesu BIM. • Je k dispozici úplná kontrola nad synchronizací změn přicházejících od architektů (pracují v prostředí CAD), stavebně-inženýrských týmů (pracují v programu Scia Engineer) apod.

Grafické uživatelské rozhraní Grafické uživatelské rozhraní tvoří „komunikační propojení“ mezi uživatelem a systémem. Jeho hlavní vlastnosti: • Zobrazení konstrukce (tj. měřítko, směr pohledu) lze měnit podle potřeby, je možné otevřít současně několik grafických oken a zobrazit v nich tutéž nebo různé části konstrukce se stejnými nebo různými místy a směry pohledu. • Všechny dostupné funkce jsou přehledně seřazeny ve standardní nabídce a také ve stromové struktuře nabídky, která provádí uživatele jednotlivými kroky. • Funkce, které nejsou dostupné (buď proto, že nejsou obsaženy v určité licenci, nebo proto, že dosud nebyly provedeny potřebné přípravné kroky návrhu), jsou skryty a nekomplikují tedy orientaci v nabídce. Příklad: Podpory nemají žádný význam, dokud není definován alespoň jeden nosník, hmoty nemají smysl, pokud nebyly aktivovány dynamické funkce atp. • Všechny definované prvky včetně kloubů, vložek, křížení, výztuh atd. lze zobrazit na displeji, což výrazně usnadňuje kontrolu provedené práce. • Je možné snadno zkontrolovat jednotlivé fáze výstavby budovaných konstrukcí. • Stabilní a známé prostředí systémů MS Windows XP a Vista zaručuje možnost použití všech standardních periférií a zařízení (plotrů, tiskáren, vylepšených videokaret apod.). • Důraz je kladen na interaktivní práci v grafickém prostředí stylu CAD, kde může uživatel konstrukci skutečně „rýsovat“ v počítači s Obsaženo v C P E S

Požadované moduly: esa.08.


využitím myši, renderování, rastrů a dalších implementovaných grafických nástrojů. V případě potřeby je však k dispozici také podrobný numerický výstup jednotlivých hodnot a posudků (např. souřadnice uzlů nebo schémata výztuže). • Přestože v CAE aplikacích dnes převládá hlavně grafický způsob práce, v jistých situacích je velice efektivním řešením numerické tabulkové zadávání. Scia Engineer 2011 proto nabízí nový integrovaný tabulkový editor s možností přímého zadávání hodnot a s podporou obousměrného kopírování dat do MS Excel přes schránku Windows.

Modelování

Perspektiva Perspektivní zobrazení konstrukce představuje velmi užitečný nástroj při prezentaci práce zákazníkům. Renderování a animace Konstrukce jsou standardně vykreslovány jako čárové modely. Také lze vybrat možnost znázornění jednotlivých nosníků pomocí povrchových čar. Pro prezentace je však k dispozici atraktivnější zobrazení. Pomocí několika režimů renderování lze dosáhnout efektních vizualizací. Výsledky výpočtů dynamického zatížení apod. lze snadno animovat a přispět tak k přesnější představě o chování konstrukce. Okno vlastností Okno vlastností tvoří jedinečnou funkci programu Scia Engineer. Vždy, když uživatel vybere entitu (prvek, podporu, kloub, zatížení atd.), zobrazí se její vlastnosti v okně vlastností. Zde si uživatel může vlastnosti prohlížet a upravovat je (např. přiřadit nosníku nový průřez). Bezprostředně po přepsání vlastnosti v okně vlastností se provedená změna projeví v grafickém okně. Ořezávací box V projektech s velkými konstrukcemi může být trvalé zobrazení ukazující všechny části konstrukce matoucí či nejasné. Nejjednodušší nástroj, kterým lze tomuto stavu předcházet, je ořezávací box. Jedná se vlastně o pravoúhlý hranol, (i) který lze umístit kamkoli do modelového prostoru, (ii) s nímž lze otáčet okolo všech globálních os a (iii) jehož rozměry lze libovolně měnit. Zobrazuje se pouze ta část konstrukce, která se nachází uvnitř boxu. Zbytek konstrukce je skrytý.

Aktivita Podobně jako ořezávací box je i nástroj Aktivita velmi užitečnou pomůckou při návrhu velkých a složitých konstrukcí. Uživatel může vybrat jednotlivé prvky, které mají význam v určité úloze, a „aktivovat“ je. Všechny ostatní prvky konstrukce zůstanou „neaktivní“, tj. dočasně skryté.

Zadávání geometrie

trojúhelníky. Hrany pak určuje tvar výsledného povrchu. Po zadání lze zakřivený povrch (prvek) upravit pomocí standardních funkcí pro geometrickou manipulaci. Také hrany je možné upravovat a v případě potřeby měnit jejich tvar například z Bézierových křivek na úsečky nebo naopak. Průniky povrchů

U desek lze definovat konstantní nebo proměnnou tloušťku. Desky mohou být také opatřeny žebry. Lze v nich rovněž definovat otvory a podoblasti. Podoblasti jsou místa s nespojitými vlastnostmi (tloušťka, typ materiálu…), která lze nastavit na určité místo v desce.

Protínají-li se dva povrchy (desky, skořepiny, deska se skořepinou apod.), program Scia Engineer může vygenerovat jejich průnik. V případě desky a stěny je například průnikem úsečka. U válce a polokoule je průnikem křivka. Tyto průniky jsou důležité pro generování sítí konečných prvků a tedy pro správné propojení prvků tak, aby byly vnitřní síly přenášeny z jednoho prvku na druhý. Průniky lze generovat automaticky i ručně. Při ručním generování je třeba, aby uživatel vyvolal funkci a určil, které konkrétní povrchy (prvky) a průniky mají být spojeny.

Zakřivené povrchy (esa.02)

Ořezy plošných prvků (esa.04)

Do modelu lze kromě plošných povrchů (prvků) zadat také povrchy zakřivené. Konstrukce může obsahovat např. válce, kužele, hyperboloidy, spirály a další jednodušší nebo složitější tvary. Z matematického hlediska jsou všechny tyto povrchy definovány jako obecné čtyřúhelníky nebo

Tento modul rozšiřuje možnosti programu Scia Engineer dané generováním průniků plošných prvků. Za určitých okolností je vygenerování průniku (tj. přímkové nebo zakřivené průsečnice) dostačující, například tehdy, potřebuje-li uživatel spojit desku a stěnu vzájemnou vazbou tak, aby

Uživatel může snadno zadávat data pomocí přehledného grafického rozhraní a níže popsaných nástrojů. Konstrukci lze vytvářet z prvků konstrukčních nosníků (esa.00) a desek (esa.01). Nosníky mohou obsahovat otvory, náběhy a uživatelem definované vlastní profily.

esa.00 / esa.01 / esa.02 / esa.04

17

Modelování


se chovaly jako jeden celek. Na druhou stranu zvláště zakřivené povrchy vyžadují více než jen prostý výpočet průsečnice. Obvykle je nutné odebrat část konstrukce na jedné straně průniku a zachovat jen zbývající část. Představte si například dva válcové tunely, které se vzájemně protínají v pravém úhlu. Uživatel nejprve zadá jeden válec, pak druhý a poté je z nich vygenerován průnik. Uživatel však potřebuje také „umožnit průchod“ z jednoho tunelu do druhého. Toho lze dosáhnout pomocí ořezů. Vygenerované průniky rozdělí původní prvky (půlválce) na několik částí (před průnikem a za ním). Funkce pro ořezy pak odebere z modelu zbytečné části. Průřezy

18

Systém ESA nabízí integrovanou knihovnu s různými typy průřezů: • Standardní ocelové profily (knihovna obsahuje všechny standardní evropské, americké a asijské válcované průřezy a běžné průřezy tvářené za studena; průřezové charakteristiky, které se neukládají do knihovny, jsou rovněž automaticky vypočítávány) • Svařované průřezy (složené ze standardních ocelových profilů nebo plechů) • Spřažené průřezy (ocelový profil a betonová deska) • Betonové průřezy • Dřevěné průřezy • Prefabrikované průřezy • Mostní průřezy • Obecný průřez: zadávání průřezů libovolného tvaru a složených z různých materiálů. V praktickém grafickém rozhraní může uživatel nastavit následující průřezy: polygony s jedním nebo více otvory nebo bez otvorů, tenkostěnné průřezy, složeniny z více průřezů z knihovny, průřezy importované ve formátu DXF nebo DWG atd.

esa.00 / esa.01 / esa.02 / esa.04

Materiály Kromě databáze průřezů je integrovanou součástí systému také databáze materiálů. Obsahuje velké množství standardních materiálů z implementovaných návrhových norem pro ocel a beton, hliník atd... Uživatel může databázi upravit, což mu dovoluje přizpůsobit knihovnu vlastním potřebám a požadavkům. Katalogové bloky Bez ohledu na to, jak náročná a tvůrčí je práce projektanta, nevyhnutelně k ní patří i řada mechanicky se opakujících úkonů. Některé typy konstrukcí nebo alespoň některé jejich části jsou (obecně vzato) stejné pokaždé, když se objeví v projektu. Systém Scia Engineer proto nabízí speciální knihovnu s širokým výběrem standardních jednoduchých konstrukcí a tvarů, jako jsou příhradové vazníky, věže, rámy, typické křivky apod. Uživatel může dokonce definovat některé bloky sám nebo upravit standardní bloky obsažené v knihovně. Touto metodou může uživatel sestavovat vlastní projekty složené z předdefinovaných bloků.

Interoperabilita Úspěšná a rychlá realizace stavebního projektu vyžaduje efektivní spolupráci všech zúčastněných stran: architektů, stavebních inženýrů, designérů, stavebního dozoru. Program Scia Engineer dokáže díky funkci TrueAnalysis pracovat s konstrukčními i výpočtovými modely. Umožňuje importovat soubory různých formátů, například IFC, DXF, DWG, EPW, DStV, VRML apod. Importují se konstrukční prvky, jsou-li k dispozici. V opačném případě nabízí modul Esa.00 také základní nástroje pro převod obecných tvarů na výpočtový model. Rozšířené nástroje podporující proces BIM jsou obsaženy v sadě nástrojů BIM (esa.26). Další obousměrné propojovací moduly

se prodávají samostatně. V neposlední řadě je implementován obecný výměnný formát XML. Ten uživateli poskytuje možnost dalšího rozšiřování importních, exportních a návrhových funkcí systému Scia Engineer.

Nástroje Jednotky V celém programu je k dispozici široký výběr jednotek, přičemž jednotky pro různé vlastnosti jsou nezávislé. Je tedy například možné definovat geometrii v metrech, vypočtené posuny zobrazovat v palcích a kótovací čáry výkresů připojení popisovat v milimetrech. Všechny jednotky lze kdykoli a v kterékoli fázi projektu změnit. Pro americký trh je k dispozici speciální jednoduchý mechanismus přepínání mezi imperiálními jednotkami a soustavou SI. Uživatelský souřadnicový systém Co se zdá u jednoduchých plošných konstrukcí zbytečné, to může hrát důležitou roli ve složitěj-ších konstrukcích. Uživatel může umístit svůj souřadnicový systém do libovolného bodu v mode-lovacím prostoru a natočit jej libovolným směrem. Navíc lze těchto pomocných souřadnicových systémů vytvořit tolik, kolik je třeba. Souřadnice všech bodů konstrukce se poté udávají vzhledem k vybranému souřadnicovému systému uživatele. Rastry Rastry jsou zvláště užitečné pro správné zadávání nových uzlů, nosníků a desek. V nastavení uchopovacího režimu kurzoru může uživatel definovat, které body budou při zadávání použity, takže vybraný bod bude nastaven na nejbližší bod rastru nebo na jinak definovaný bod: Bodový rastr Bodový rastr je základní typ rastru. Umisťuje se do pracovní roviny uživatele.


Modelování

Čárový rastr Při prostorovém modelování konstrukcí se velmi často snažíme dosáhnout určité pravidelnosti v geometrii konstrukce. Možnost definovat tento vzor předem vám může výrazně pomoci při zahájení vlastního modelování konstrukce. V systému Scia Engineer jej lze nastavit pomocí nástrojů LINEGRID a 3D GRID. Uživatel definuje jeden nebo více rastrů, jejichž vrcholy lze snadno vybrat pomocí pozičního zařízení (například myši) a použít jako koncové uzly konstrukčních prvků. Tento postup usnadňuje definování geometrie. Také čárový rastr poskytuje některé míry, které mohou být v konstrukci užitečné. K dispozici jsou tyto typy rastrů: • Kartézský rastr, • Kosoúhlý rastr (tj. zkosený kartézský), • Sférický rastr, • Válcový rastr. Některé vlastnosti prostorového rastru: • V jednom projektu lze definovat více rastrů. • Každý z rastrů lze zapínat a vypínat (tj. zobrazit a aktivovat nebo skrýt). • Zapínat a vypínat lze také jednotlivé vrstvy každého rastru. • Ke každé vrstvě každého rastru je připojen srozumitelný popis. • V případě potřeby může být rastr definován pouze jako plošný (tj. nikoli prostorový).

Tiskové výstupy Galerie obrázků Do galerie obrázků lze ukládat zajímavé, důležité či požadované obrázky. V případě potřeby je lze v této galerii také upravovat, např. přidávat k nim kótovací čáry, ručně vytvořené kresby nebo poznámky, případně i manipulovat s některými částmi výkresu (otáčet je, posouvat apod.). Obrázky jsou rovněž automaticky znovu generovány v případě, že dojde ke změně v modelované

konstrukci. Obrázky z této galerie lze v programu Scia Engineer exportovat do dokumentů. Export do formátů bmp, emf, wmf, dxf, dwg Obrázky uložené v galerii obrázků (a také kterékoli zobrazení z grafického okna) lze exportovat z programu Scia Engineer a uložit v několika všestranných a rozšířených grafických formátech: BMP (rastrový obrázek systému Windows), EMF (rozšířený metasoubor), WMF (metasoubor systému Windows), DXF a DWG (nejnovější verze formátů, které lze importovat například do aplikací AutoCAD). Dokumentace V dokumentaci lze přehledně shrnout vstupní data i výsledky. Dokumenty mohou obsahovat kombinace tabulek, výkresů a textu přidaného uživatelem. Strukturu dokumentů lze upravit tak, aby

odpovídala zvyklostem konkrétního uživatele. Je-li třeba modelovanou konstrukci upravit a provést nový výpočet, dokumentace je automaticky vygenerována znovu (v kombinaci se sadou nástrojů pro zvýšení produktivity – esa.06). Funkce ChapterMaker umožňuje rychlé generování kapitol, dat a obrázků pro různé zatěžovací stavy, kombinace či fáze výstavby. Export do formátů rtf, html, txt, xls, pdf Vytvořenou a přizpůsobenou dokumentaci lze exportovat v univerzálním formátu, aby si ji mohli přečíst i uživatelé, kteří nemají k dispozici program Scia Engineer. Podporovány jsou tyto formáty: RTF (lze zobrazit například v aplikaci MS Word), HTML (např. Internet Explorer), PDF (Acrobat Reader), XLS (MS Excel) a TXT (lze zobrazit prakticky v kterémkoli textovém editoru včetně aplikace Poznámkový blok v systému Windows).

esa.00 / esa.01 / esa.02 / esa.04

19

Modelování


Sada nástrojů pro zvýšení produktivity Sada nástrojů pro zvýšení produktivity tvoří balík výkonných nástrojů, které mohou výrazně zvýšit produktivitu vaší práce. Tento balík obsahuje několik nezávislých nástrojů pokrývajících celou škálu činností od definování modelu konstrukce po vytvoření vyčerpávající a přehledné výstupní dokumentace.

20

Hlavní funkce

Šablona projektu

► Šablony pro projekty, které se opakují stále

Soubory projektu lze ukládat jako soubory šablon projektu. Použití šablon projektu má několik výhod, například zvýšení produktivity nebo možnost zavedení standardních postupů v rámci společnosti. Zvýšení produktivity lze dosáhnout vytvořením šablony projektu, v níž uživatel definuje položky jako standardní materiály, standardní průřezy, standardní zatěžovací stavy, standardní kombinace a standardní dokumenty. Uživatel může vložit do souboru šablony libovolná běžná vstupní data produktu Scia Engineer a může také definovat libovolný počet šablon. Chce-li uživatel založit nový projekt, může vyjít ze souboru šablony. Tím ušetří čas a energii nutné k novému definování položek (materiálů, průřezů apod.), které již byly definovány ve zvolené šabloně projektu. Zavedení jednotných metod ve společnosti lze dosáhnout rozšířením a používáním určitých projektových šablon na úrovni celé společnosti. Tento postup zaručí, že všechny projektové soubory odvozené ze stejné šablony budou mít stejnou vnitřní strukturu, např. shodné rozložení dokumentů. Kombinace modulu pro parametry s funkcí šablon projektů poskytuje uživateli velmi výkonný nástroj pro vytváření parametrických

znovu s minimálními změnami. ► Optimalizace ocelových a dřevěných konstrukcí, jejímž výsledkem je co nejúspornější návrh. ► Aktivní dokument – změny v modelu se automaticky projeví v dokumentech a naopak: změna provedená v dokumentaci (velikost zatížení, souřadnice uzlů apod.) vede k automatické aktualizaci modelu. ► Propracované nástroje pro generování grafické dokumentace. ► Možnost exportovat grafiku do prostorových souborů PDF. ►Rychlé zadávání žebrovaných a prefabrikovaných desek. ►2D pohledy: řezy prostorovým modelem pro snadnou editaci; propojení mezi 2D a 3D zobrazením ►Patra: nástroj pro organizaci dat v modelu a generování výkresů půdorysů ►Kótování ve 3D i 2D oknech ►Atributy prvků: minimalizace ztráty dat při BIM procesu ►Externí posudky: připojení uživatelských posudků v programuExcel

esa.06

šablon projektů, v nichž nejsou připraveny jen materiály, průřezy apod., ale je do nich zahrnuta také parametrizovaná geometrie, zatížení a další data.

Autodesign Program Scia Engineer umožňuje optimalizovat celou konstrukci nebo její vybranou část. Optimalizaci je možné spustit pro různé prvky konstrukce. Optimalizovat lze tyto hodnoty: • Standardní posudek ocelového průřezu, • Posudek ocelového průřezu na požární odolnost, • Posudek dřeva, • Posudek šroubované diagonály, • Základové patky. Je také možné provést několik výše zmíněných typů optimalizace a porovnání výsledků. Vždy je optimalizována velikost průřezu nebo velikost šroubů. Obecně musíte vybrat, jaký typ průřezu nebo spoj šroubované diagonály použitý ve vašem modelu má být optimalizován. U složitějších konstrukcí je také možné definovat různé sady optimalizací, například jedna pro všechny sloupy, jedna pro všechny vazníky apod. Uživatel může později rozhodnout o tom, která sada bude použita. Také je možné určit počet iterací, které má program vypočítat. Uživatel může rovněž zadat programu Scia Engineer příkaz k provedení výpočtu několikrát za sebou. Další informace o optimalizační funkci Autodesign naleznete v následujícím článku na adrese www. scia-online.com: Optimal design of structures – Autodesign and Parametric structural optimisation breakthrough technology in Scia Engineer 2008 (Optimální návrh konstrukcí – autodesign a průlomová technologie parametrické optimaliObsaženo v C P E S

Požadovaný modul: esa.00


Modelování

zace konstrukcí v produktu Scia Engineer 2008) Vítr, sníh a předdefinovaná zatížení Důležitým faktorem při výpočtu konstrukce je zatížení větrem a sněhem. Produkt Scia Engineer jejich definování zjednodušuje díky implementaci tlakových křivek větru a sněhu. Tyto křivky je nutné definovat ručně podle reálných podmínek v místě, kde má být konstrukce postavena. Zatížení některých konstrukčních částí je velmi často odvozeno od skladby konstrukce. Typickým příkladem je hmotnost stropu. Program Scia Engineer nabízí pro takovéto případy, nazývané „předdefinovaná zatížení“, snadno ovladatelný editor. Předdefinované zatížení je definováno sadou samostatných vrstev, z nichž každá má specifickou tloušťku a hustotu. Program Scia Engineer automaticky vypočítá výslednou hmotnost a její působení na vybranou část konstrukce.

Aktivní dokumentace Dokumentační modul je součást produktu Scia Engineer, která umožňuje přípravu profesionálních výsledkových sestav. Dokumentace může zahrnovat: • Vstupní data, • Výsledky výpočtů, • Nákresy konstrukce, • Grafy výsledných veličin, • Uživatelem zadaný text, • Externí obrázky, • Záhlaví, • zápatí, • Obsah. Nejdůležitější výhodou generované dokumentace je skutečnost, že informace v ní obsažené

nejsou jen pasivně vytištěny, ale zůstávají aktivně propojeny s konstrukčním modelem. Jakoukoli změnu konstrukce lze tedy snadno přenést do dokumentace zadáním příkazu k jejímu novému automatickému vygenerování. Dokonce je možné upravit tabulky se vstupními daty v dokumentaci (například v programu Microsoft Excel) a v modelu budou provedeny příslušné změny. Příklad: Změny souřadnic uzlu v příslušné tabulce v dokumentaci povedou ke změně geometrie konstrukce; změny velikosti zatížení způsobí úpravu zatížení, kterému je konstrukce vystavena. Dokumentaci lze uložit s projektem nebo exportovat do externího souboru TXT, RTF, HTML, XLS nebo PDF. Produkt Scia Engineer podporuje také 3D funkce formátu PDF. V tomto formátu může uživatel obrázky přibližovat a oddalovat, posouvat a otáčet stejně jako ve standardním prostředí Scia Engineer, ale bez speciálního rozhraní. Program Acrobat Reader lze volně stáhnout z webu společnosti Adobe.

Šablony dokumentů Podobně jako u standardních šablon projektů programu Scia Engineer může být také dokument vytvořen na základě šablony. To znamená, že uživatel nemusí dokumentaci pro každý nový projekt vytvářet znovu od začátku. Jednu nebo více šablon dokumentů lze vytvořit předem. Šablona pak slouží jako obsah v knize a používá se k auto-matickému rozšiřování do skutečné výstupní sestavy. Produkt Scia Engineer šablonu načte, prochází jeden

vložený oddíl po druhém a vyplňuje je aktuálními daty konkrétního projektu. Uživatelé, kteří pracují s omezenou sadou specifických typů konstrukcí, tuto funkci uvítají, protože jim díky ní postačí vytvořit dokumentaci (nebo několik typických verzí dokumentace) pouze jednou. V budoucnosti jim pak už bude stačit, vyberou-li jednu z připravených šablon.

Inteligentní galerie obrázků – inteligentní propojení mezi prostorovým modelem a rovinným obrázkem Program Scia Engineer obsahuje propracovaný nástroj na přípravu obrázků. Při dosavadním běžném postupu přípravy obrázků počítané konstrukce uživatel nastavil požadované zobrazení a vytvořil obrázek. Při každé změně konstrukce bylo nutné vytvořit obrázek znovu. Neplatí to však pro inteligentní galerii obrázků v programu Scia Engineer. S obrázkem se ukládají informace o tom, jak byl vytvořen a kterou část počítané konstrukce zobrazuje. Dojde-li tedy ke změně konstrukce, obrázek je automaticky vygenerován znovu se stejnými předem nastavenými parametry zobrazení. Totéž platí pro změny zatížení, podpor, kloubů a dalších částí modelu. V případě potřeby mohou být obrázky dále upraveny v grafickém editoru vybaveném standardními grafickými funkcemi pro kreslení čar, přidání kótovací čáry, přidání textu, přesunutí objektu, kopírování objektu apod. Následně lze obrázky exportovat do nejběžnějších obrázkových formátů, například BMP, VRML, U3D, DWG nebo DXF.

esa.06

21


Modelování

Deska se žebry Tato funkce umožňuje uživateli rychle zadat desku s více výztužnými žebry. Ve výpočtu je tato entita považována za skutečnou žebrovanou desku. Stejného výsledku (ovšem pomaleji) lze dosáhnout, jsou-li prvek desky a prvky žeber zadány odděleně pomocí dvou samostatných funkcí. Prefabrikovaná deska Speciální typ desky, jehož vlastnosti lze plně využít ve spojitosti s funkcí převádějící rovinný projekt na jednorozměrný. Princip je následující: Předpokládejme, že máme strop složený z prefabrikovaných panelů (např. dutinových desek). Prováděné posudky vyžadují, aby byly tyto panely definovány. Výpočet celé konstrukce lze však provést také s „náhradní“ deskou, jejíž vlastnosti odpovídají systému panelů. Je možné použít vypočtený model náhradní desky, extrahovat pouze jeden z prutů do samostatného projektu včetně vnitřních sil získaných při výpočtu celé konstrukce a provést podrobný posudek tohoto jednotlivého prutu. Zobrazení rovinného modelu

22

Zobrazení rovinného modelu ukazují prostorový model konstrukce stejným způsobem jako standardní prostorové zobrazení. Rovinný model je definován řezy v prostorovém modelu. Uživatel může definovat svislé řezy, půdorysy a obecné řezy. K dispozici je několik speciálních nástrojů, které v maximální možné míře usnadňují definování tohoto rovinného zobrazení. Pro zobrazení rovinného modelu je určen pevný směr pohledu (kolmý na rovinu řezu) a pevná pracovní rovina. Aktivuje-li uživatel nové zobrazení rovinného modelu, bude zapnut ořezávací box a jeho hranice budou nastaveny podle přední a zadní roviny. V rovinném zobrazení jsou rovněž k dispozici všechny funkce úprav z prostorového okna.

esa.06

Patra a rozšířený prostorový rastr Program Scia Engineer definuje rozšířené nástroje pro kreslení a modelování – patra a rovinné čárové rastry. V obou případech jde o standardní objekty s vlastnostmi, které lze změnit v dialogovém okně vlastností. Existují tři typy rovinných čárových rastrů: • Volné čáry jsou rastrové entity vytvořené ručně uživatelem (pouze přímky) a používané jako obecný rastr. Tímto způsobem lze vytvořit čáry rastru, které jsou mírně nestandardní nebo se obtížně definují pomocí obdélníkových a kruhových rastrů. K jejich nastavení lze použít existující uzly nebo průsečíky čar rastru. • Obdélníkové rastry: Uživatel zadá mezery mezi čarami rastru ve směru os X a Y a jejich vlastnosti. • Kruhové rastry: Uživatel zadá mezery mezi čarami rastru na ose X a ve směru Y (v úhlových jednotkách). Obdélníkové a kruhové rastry lze rozložit na volné čáry a ty pak požadovaným způsobem upravit. Po rozložení rastru však již nejsou kótovací čáry propojeny s volnými čarami rastru. Tímto způsobem lze někdy rychle vytvořit složité nepravidelné rastry. Výsledný rovinný čárový rastr se může skládat

z více rastrů libovolného typu. Uživatel tak může vytvořit rovinný rastr téměř jakéhokoli tvaru. Patro definuje svislé úrovně jednotlivých podlaží budovy. V prostorovém pohledu se patra zobrazují pomocí automatických svislých kótovacích čar. Rovinné čárové rastry v kombinaci s patry vytvářejí v podstatě prostorový rastr. Rovinný rastr se může promítat do všech pater a poskytovat tak uživateli stejný počet bodů úchopu jako při použití prostorového čárového rastru. Čárové rastry a patra však mají tu výhodu, že je lze využít k automatickému generování řezů a půdorysů.

Kótování Program Scia Engineer dovoluje uživatelům umisťovat kótovací čáry do zobrazení prostorového i rovinného modelu. Ke správě kótovacích čar se používají styly kót, které umožňují pružně určovat jejich vzhled.


Hlavní vlastnosti kótovacích čar: • Styly kót dovolují snadno měnit vzhled. • Vrstvy pro kótovací čáry jsou rovněž definovány ve stylech kót. • Popisek kótovací čáry může uživatel definovat ručně nebo může být nastaven automaticky podle stylu kót. • Je možné upravovat koncové značky. • K dispozici jsou nové možnosti umístění popisů. • Je možné určovat i svislou pozici popisu (nad čarou / na čáře / pod čarou).

V prvním kroku definuje uživatel přídavná data. Dále vytvoří odkazy na soubor v Excelu.

Po definování uživatelských přídavných dat se tato zadají na pruty/uzly. Přídavná data se také mohou uložit do databáze.

Atributy definované uživatelem

Atributy mohou také doplňovat k údajům o prvcích informace o barvě, povrchové úpravě apod. Uživatel může rovněž definovat seznam platných hodnot pro každý nový atribut (např. seznam barev) nebo rozsah platných hodnot.

Modelování

Atributy představují uživatelsky příjemný způsob přímého propojení dalších dat s konstrukčními prvky. Uživatel může sám vytvářet atributy a rozšiřovat vlastnosti členů (prutů i desek). Systém Scia Engineer nerozlišuje mezi vlastnostmi naprogramovanými v kódu a atributy přidanými uživatelem v tiskových výstupech (dokumentaci), v popisech výkresů ani při výměně dat přes standardní rozhraní, například XML. Uživatelské atributy lze například používat i v externích posudcích (viz Externí posudek).

Ve stromu Scia Engineer je přidána nová položka: Uživatelský posudek

Dalším krokem je provedení uživatelského posudku po dokončení výpočtu ve Scia Engineer.

Externí posudek V programu Scia Engineer je k dispozici mnoho rozšířených posudků pro prutové prvky: návrh výztuže betonu, posudky oceli, návrh hliníku, posudky ocelových přípojů atd. Může se samozřejmě stát, že uživatel bude potřebovat doplnit speciální posudek, který není v programu Scia Engineer implementován. Potom přichází ke slovu modul Posudky externích aplikací pro Excel. Pomocí tohoto modulu může uživatel definovat vlastní typ posudku a propojit jej s jedním nebo více existujícími soubory aplikace Excel. Během posuzování jsou vstupní data z programu Scia Engineer (vnitřní síly, data prvků, zatížení, rozměry…) odeslána do aplikace Excel a poté jsou z této aplikace načteny zpět výsledky. Program Scia Engineer zobrazuje výsledky standardními způsoby, například ve výsledkových grafech po délce nosníků, v okně náhledu nebo dokumentační formou. Do dokumentace programu Scia Engineer lze začlenit kopii vybrané oblasti z listu aplikace Excel!

Pomocí návrháře tabulek si uživatel definuje pro svůj náhled výstupní tabulku.

Pomocí tlačítka Jednotlivý posudek se otevře soubor z Excelu a zobrazí se aktualizované výsledky.

23 esa.06

Modelování

Obecný průřez

Scia Engineer umožňuje zadávání průřezu jakéhokoliv tvaru a z různých materiálů. K vytvoření požadovaného tvaru slouží grafický 2D editor. Prostředí editoru je podobné základnímu prostředí Scia Engineer a obsahuje všechny zadávací a editační nástroje jako funkci přetahováním (drag n’ drop), číselné zadání vrcholů, kopírování, otáčení, zrcadlení, zaoblení, atd. Zadány mohou být tenkostěnné i plné profily. Průřezy z knihovny programu mohou být použity jako části obecného profilu nebo vkládány v kombinaci s manuálně vytvářenými profily.

Výstup a zobrazení Vkládáním kótovacích čar do obrázku s profilem je možné v editoru vytvářet přesné a snadno srozumitelné nákresy. Popisky kótovacích čar jsou editovatelné, mohou obsahovat naměřenou vzdálenost, přídavný text nebo popisek.

Hlavní funkce ► Grafické zadání umožňuje zadat libovolný

24

tvar průřezu. ► Průřezy mohou být složeny z různého počtu částí. ► Automatický výpočet průřezových charakteristik. ► Parametrizece geometrie průřezu. ► Import přes DXF/DWG formát.

esa.07

Překrývání částí průřezu Scia Engineer umožňuje zadávání spřažených průřezů např. ocel - beton nebo beton - beton, kde dříve vyrobená část průřezu je uvnitř nebo částečně vně betonované části. Při překrývání zadaných tvarů průřezu se využívá parametr „Priorita“ podle kterého se určuje umístění každého z tvarů průřezu.

Parametrizace Libovolná souřadnice uzlového bodu průřezu může být přiřazena k zadanému parametru. Parametry mohou být zadávány jako hodnoty nebo vložené vzorce. Pomocí vzorců závislých na více parametrech se takto dají vytvářet průřezy s různými geometrickými vztahy. Zadané parametry průřezu jsou dostupné v běžném dialogu na úpravu zadání průřezu (Knihovna průřezů), stejně jako jiné průřezy z databáze Scia Engineer. Editace parametrů je možná i z ostatních částí programu podobně jako parametry náběhu atd. Program nemá prakticky žádná omezení v tvorbě 3D prutů, obecný průřez je povolen i u prutů s proměnnými průřezy (náběhy). Na následujícím obrázku je příklad prutu s proměnným průřezem, definovaným jako Obecný průřez.

DXF/DWG import Tvary je možné importovat z rozhraní DWG a DXF. Jsou podporovány entity typu čára a polyline. V této nabídce lze rovněž nastavit, jak bude daná importovaná entita načtena (část tenkostěnného úseku, plný polygon, otvor) s možností automatického spojování vybraných čar do uzavřených polygonů.

Obsaženo v P E S

Požadovaný modul: esa.00.

Parametrické zadání

Parametry mohou být použity v každém projektu, umožňují např. optimalizaci konstrukčních řešení nebo pro vynucené změny v konstrukci. Představte si situaci, že z nějakého důvodu je nutné změnit velikost rozpětí několika rámů. S použitím parametrů, to znamená pouze jednoduchou změnu hodnot příslušných parametrů. Scia Engineer pak automaticky regeneruje model podle takto změněného parametru. Pak může být konstrukce přepočtena, dokument je zregenerován automaticky.

Modelování

Uživatel si může například vytvořit parametrizované projekty pro spojitý nosník, dvou-podlažní rovinný rám, obloukový most nebo další jednoduché i složitější typy konstrukcí. Parametrizovaný projekt může také obsahovat připravené kapitoly v dokumentu.

Parametrické zadání Téměř každá hodnota veličiny, která popisuje vlastnost modelu konstrukce, může být definována jako parametr Parametr může například určovat pozici (x-, y-, nebo z- souřadnici) koncového uzlu prvku, hodnotu vneseného zatížení, použitý profil, viditelnost tabulky v dokumentu, atd. Parametry mohou být navíc zadávány ve vzorcích a udávat tak vztah mezi jednotlivými částmi modelu. Po zadání se parametry přiřadí patřičným hodnotám v modelu konstrukce. Parametry je možné třídit definováním záložek, do kterých se zařadí příslušné související parametry. V kombinaci s uživatelskými bloky, standardní funkcí Scia Engineer, je pak umožněn import předem připravených projektů (s parametry) do dalšího projektu jako část konstrukce. Tímto způsobem probíhá zadání modelu konstrukce mnohem rychleji, protože už není nutné modelovat podobné konstrukce vždy od začátku. Parametry lze s výhodou použít pro opakované konstrukce např. rámy, stožáry, věže, podpůrné konstrukce...

Uživatelské bloky Uživatelské bloky jsou součástí servisu konstrukce, ze kterého se zadávají i ostatní konstrukční položky. Knihovna uživatelských bloků je výkonným a snadno použitelným nástrojem, využívajícím předem vytvořené projekty uložené v nastaveném adresáři na disku. Adresářová struktura v tomto umístění je použita jako strom a projekty v těchto adresářích se potom jeví jako uživatelské bloky. Obsaženo v P E S


Uživatelské bloky vytváří sám uživatel, bloky tak mohou být podle potřeby jednoduché, ale i velmi komplexní. Do projektů lze takto přidávat podpory, zatížení, přípoje atd. a následně je uložit jako uživatelské bloky. Uživatel je pak schopen vytvořit parametrizovaný projekt, který může obsahovat geometrii, zatížení, kombinace a dokument, právě použitím parametrů v kombinaci s funkcí Šablony projektu z modulu Nástroje produktivity. Takto je lze vytvářet standardizované dokumenty pro jeden typ konstrukce a provedení výpočtu je pak otázkou minut.

Hlavní funkce ► Vlastnosti konstrukčních prvků lze zadávat

pomocí parametrů.

► Snadná a rychlá změna geometrie.

► Jednoduchá optimalizace návrhu pomocí

změn v parametrech.

► Použití šablon na opakované projekty.

esa.11

25

Modelování

3D Freeform modelář

3D Freeform modelář je nástroj pro snadné modelování objemových prvků, určený především pro použití ve stavebnictví. Umožní Vám využívat všech výhod klasického prostorového modelování, jako zadání těles v prostoru a jejich rendrované nebo průhledné zobrazení. 3D Freeform modelář pracuje s tělesy zakřivených tvarů; všechny vodící křivky lze rychle a zcela intuitivně upravovat přesunutím jejich definičních bodů.

3D Freeform modelář umožňuje kombinovat modelování obecných těles a typicky konstrukčních prvků, jako jsou nosníky, stěny a desky, a navíc je také vzájemně převádět (konstrukční prvky na obecná tělesa a naopak), což je postup přesně kopírující pracovní zvyklosti stavebních inženýrů; tato funkce dělá z 3D Freeform modeláře jedinečný nástroj, odlišný od jiných, jež se nejvíce používají ve strojírenství a dalších odvětvích průmyslu.

3D Freeform modelář je snadno ovladatelný nástroj – pomocí jednoduchých funkcí a základních tvarů lze modelovat tělesa stále složitější. Opravdu široká škála možností editace dodává potřebnou svobodu při dalších úpravách již vytvořených objemů a umožňuje vytvořit téměř jakýkoliv tvar. Sofistikované uživatelské rozhraní je ještě vylepšeno zdokonaleným grafickým ovladačem Nemetschek Scia a přináší tak spojení naprosto přesného zobrazení zakřivených tvarů jak při zadávání, tak především následných úpravách (funkce drag n’ drop v jakémkoliv směru 3D prostoru).

3D Freeform modelář lze používat jako samostatnou aplikaci nebo jako součást programu Allplan. i pokud bude model vytvořen mimo Allplan, není nic snazšího, než vytvořené tvary do Allplanu importovat a dále upravovat – např. vkládáním editovatelných tvarů vytvořených v Allplanu.

Hlavní funkce ► Objemové prvky zakřivených tvarů s

možností editace.

► Číselné zadání souřadnic uzlových bodů.

► Tažení: tvorba hladkých zakřivených tvarů

z přímých částí.

► Efektivní modelovací nástroj.

► Může být použít jako samostatná aplikace,

26

nebo součást Allplanu.

esa.24

Zadání základních těles - tažení a rotace přímek, křivek Tělesa se v 3D Freeform modeláři vytvářejí tažením a rotací základních tvarů. Kteroukoliv hranu vytvořeného tělesa lze buďto ponechat rovnou nebo jakkoliv zakřivit - a namodelovat tak téměř nekonečný počet různých těles, jež potřebujeme. Všechny křivky zůstávají typové (kružnice, Bézierova křivka, spline, parabola) a lze s nimi jako s takovými dále pracovat. Jsou definovány tzv. řídícími body, jejichž polohu lze upravovat obecnými editačními funkcemi (Posun, Měřítko, Protažení) nebo změnou číselných souřadnic vrcholů pomocí funkce Tabulková úprava. Parametrizace probíhá obdobně jako v případě ostatních entit ve Scia Engineer – parametrické šablony s tělesy je možné vytvořit bez jakýchkoliv omezení. Obsaženo v S

Požadované moduly: esa.00, esa.27.

3D Freeform modelář

3D Logické operace Logické operace jsou standardním nástrojem efektivního 3D modelování. Nemetschek Scia 3D modelář je vybaven všemi - sčítání, odčítání, průnik (XOR) a dělení (OR)

Parametrické tvary (volitelně esa.11) Sadu základních, nejčastěji používaných předdefinovaných tvarů prostorových objektů si můžete rozšířit pomocí modulu Parametrický modelář.

Freeform modelování

Modelování

Jak již bylo zmíněno výše, 3D Freeform modelář je vybaven sadou funkcí pro efektivní úpravy těles, jež jsou založeny na technologii víceúrovňové definice ploch umožňující manipulaci jak s primární, tak se sekundární úrovní definice geometrie. Dalším z užitečných nástrojů, jenž přináší široké množství využití, je funkce „Bubble Stretch“ pro vytváření hladce zakřivených tvarů složených z převážně přímých a rovinných částí.

Kontrola kolizí (volitelně esa.25) Kontrola kolizí se provádí pro všechny entity Scia Engineer, tělesa, konstrukční prvky a zadanou výztuž. Ve spojení s možností importovat 3D tvary z dwg/dxf/IFC se 3D Freeform modelář stává mocným nástrojem kontroly geometrie, a to i v případě, že byla vytvořena jiným programem.

27 esa.24

Modelování

Modelář přípojů

Scia Engineer Modelář přípojů je balíček výkonných programů pro návrh přípojů ocelových rámů. S těmito moduly má projektant k dispozici interaktivní grafický nástroj k návrhu šroubovaných a svařovaných přípojů.

Práce s modelářem přípojů Návrh přípojů se provádí v konstrukčním modelu grafického rozhraní Scia Engineer. Styčníky, ve kterých bude probíhat návrh, se vybírají pomocí kurzoru myši. Součásti přípoje (čelní desky, náběhy, výztuhy, úhelníky, šrouby, …) se vkládají pomocí přehledného dialogového okna. Šrouby a kotvy lze vybrat z otevřené knihovny. Veškeré součásti jsou znázorněny na obrazovce. Podrobné výkresy s rozměry všech součástí přípojů se generují automaticky za použití modulu „výrobní výkresy přípojů“ (esadt.02).

Rámové tuhé přípoje Podporujeme následující druhy přípojů: • Přípoj nosníku na sloup: šroubovaný s čelní deskou nebo svařovaný přípoj (rámový roh, kříž, jednoduché T, dvojité T) • Přípoj nosníku na nosník: čelní deska na styku nosníků (styčník deska-deska); • Patka sloupu: šroubovaná patní deska. Pro přípoje typu „nosník na nosník“ a „patka sloupu“ jsou podporovány symetrické a nesyme-

Hlavní funkce ► Jednoduché zadání vybraných typů

28

ocelových přípojů.

► Realistická grafická reprezentace přípojů.

esa.18

trické průřezy I (s možnou proměnnou výškou) a RHS profily, oboje pro uspořádání na hlavní osu. . Pro přípoj typu „nosník na sloup“ jsou podporovány symetrické a nesymetrické průřezy I (s možnou proměnnou výškou) a RHS profily pro nosník na hlavní osu; sloup může mít průřez I (i s proměnnou výškou) na hlavní osu nebo I profil na vedlejší osu. Uvažují se následující typy výztuh: • Náběhy vytvořené z profilů nebo z plechů; • Výztuh stojiny; • Výztuha příruby sloupu; • Trojúhelníkové nebo čtvercové výztuhy. Pro patky sloupů uvažujeme následující typy výztuh: • Náběhy vytvořené z profilů nebo z plechů; • Trojúhelníkové nebo čtvercové výztuhy; • Smyková zarážka; • Rozšíření pásnice.

Kloubové přípoje Rámové kloubové přípoje jsou takové přípoje, které nepřenáší žádný ohybový moment. To je způsobeno mezerou mezi pásnicí nosníku a pásnicí sloupu. Podporovány jsou přípoje nosníku na sloup (rámový roh, kříž, jednoduché T, dvojité T). K dispozici jsou následující prvky přípoje: • Plech přivařený ke stojině nosníku a pásnici sloupu; • Plech přišroubovaný ke stojině nosníku a přivařený k pásnici sloupu; • Úhelník přišroubovaný ke stojině nosníku a pásnici sloupu; • Malá čelní deska: navařená ke stojině nosníku a přišroubovaná k pásnici sloupu. Pro nosník podporujeme symetrický I průřez na hlavní osu; sloup může být symetrický I průřez jak na hlavní, tak na vedlejší osu.

Kotvy mohou být těchto typů: přímé, s hákem, zahnuté a kotvy s kruhovou deskou; kotvy s hladkými nebo vysocevazebnými vložkami.

Obsaženo v: P E S


Sada nástrojů pro BIM a pracovní skupiny

Structure-2-Analysis Konstrukční model má jiné priority než výpočtový, jedná se v postatě o spojování objemů. Ve výpočtovém modelu záleží nejvíce na osách a střednicových rovinách těles. Použití jiného přístupu může vést k získání mírně odlišných modelů. Při převodu konstrukčního modelu na výpočtový může uživatel ovlivnit výsledek propojovacího algoritmu úpravami mezních vzdáleností, tolerancí a priorit. V jedné operaci je možné propojit všechny prvky (automatický postup) nebo pouze vybrané části konstrukce (postup po krocích). Úpravu lze pojmenovat, uložit a později použít znovu. Původní tvar je možné uložit jako „zmrazený“ konstrukční model. Tato informace o původní konstrukci je vždy k dispozici pro vizuální srovnání s aktuálním výpočtovým modelem (včetně excentricit, tlouštěk, detailů apod.). Dojde-li během připojení ke změně polohy střednicové plochy nebo střednice libovolného prvku v kolmém Obsaženo v P E S


Modelování

Většina softwarových systémů pro statické výpočty a návrhy obvykle pracuje s tak-zvaným „výpočtovým modelem“, který obsahuje právě jen tolik informací, kolik je třeba k provedení výpočtu. Systém Scia Engineer je jedinečný v tom, že umož-ňuje uživateli velmi rychle definovat vztah mezi tímto výpočtovým modelem a skutečným tvarem konstrukce používaným v systémech CAD (konstrukční model). Uživatel může rozhodnout o tom, který z modelů je primární. Druhý model vytvoří program Scia Engineer automaticky. Přítomnost výpočtového i konstrukčního modelu v jednom projektu má mnoho výhod zejména v procesu modelování informací ve výstavbě (BIM): • Konstrukční model se získává přímo z balíku CAD a zpět se zasílají možné změny. • „Rozpoznávač prvků“ automaticky vytváří konstrukční model z obecných těles. • Algoritmus „Structure2Analysis“ převádí typický model CAD (s nesprávným zarovnáním částí budovy) na správný model pro výpočet. • Výměna dat: sdílení konstrukčního modelu s programem Allplan včetně geometrie a výztuží • Přímá podpora rozhraní API Revit® Structure a Tekla Structures • Výměna dat ve formátech IFC, XML, DWG, DXF, VRML atd. • Plná kontrola nad změnami, které v modelu provádějí architekti prostřednictvím funkce Aktualizovat.

směru, systém Scia Engineer tuto informaci uloží jako excentricitu a vezme ji v úvahu při výpočtu.

Rozpoznávač prvků Modely sestavené ze standardních nosníků, sloupů, desek a stěn lze mezi různými typy softwaru přenášet relativně snadno. Pokud jde o složitější tvary, je nezbytné použít doplňující nástroj k identifikaci těchto tvarů a k jejich převodu na ekvivalentní objekty. Produkt Scia Engineer nabízí vylepšenou verzi původního rozpoznávače prvků. I velmi složité tvary a průřezy tak lze převést na prutové a rovinné prvky.

Aktualizace existujícího modelu Základem modelování BIM je výměna dat a opakované používání modelů budov. Jednotlivé zúčastněné strany však na sebe nemohou navzájem čekat. Průběžně pracují na své části modelu a pravidelně si vyměňují informace. Je velmi důležité, aby při těchto výměnách dat nedocházelo k od-stranění nebo přepsání stávajících informací v cílových modelech. V rámci výměny dat Allplan je k dispozici speci-

ální dialogové okno pro aktualizaci. V tomto dialogovém okně jsou zvýrazněny rozdíly mezi slučova-nými modely a uživatel může roz-hodnout o tom, zda mají být aktua-lizovány všechny rozdíly nebo pouze vybrané rozdíly u vybraných prvků. U každého prvku lze aktualizovat buď pouze grafický konstrukční tvar, nebo také geometrii výpoč-tového modelu (např. tloušťky, profily, geometrii apod.). Respektována jsou také veškerá doplňující data, například podpory, zatěžovací stavy, kombinace či další data prvků.

Hlavní funkce ► Jeden projekt obsahuje konstrukční

i výpočtový model

► Výpočtový model je vytvořen

z konstrukčního automaticky

► Obecná tělesa mohou být převedena

na výpočtové prvky jako jsou nosníky, sloupy, desky či stěny ► Spojování Scia Engineer projektů s plnou kontrolou nad prováděnými změnami

esa.26

29

Modelování

Výměna dat s programem Allplan

Rozhraní mezi programy Allplan a Scia Engineer je poskytováno formou jedinečných nástrojů, které umožňují využít architektonický model konstrukce vytvořený v programu Allplan k efektivnímu vygenerování výpočtového modelu pro statické a dynamické výpočty v programu Scia Engineer. Protože architektonický model je zaměřen na jiné aspekty než konzistentní výpočtový model, je program Scia Engineer vybaven výkonnými funkcemi pro propojování střednic a střednicových ploch nosníků, sloupů, stěn a desek. Tyto možnosti mají zásadní důležitost pro vytvoření správného modelu pro výpočet metodou analýzy konečných prvků. Kromě toho, vzhledem k tomu, že architektonický model v programu Allplan se obvykle během návrhového procesu mění, ve většině případů i několikrát, je rozhraní vybaveno inteligentní aktualizační funkcí, která umožňuje uživatelem řízený import změn do výpočtového modelu v programu Scia Engineer. Propojení mezi rozhraními pracuje přímo. To znamená, že změny provedené v programu Allplan jsou převáděny na aktualizace v programu Scia Engineer aktivním propojením. Data modelu, která byla zadána v programu Scia Engineer se ukládají, takže uživatel nemusí při každé změně

30

modelu v programu Allplan znovu zadávat okrajové podmínky, zatížení atd. Oba programy jsou certifikovány pro standard IFC 2x3: program Allplan pro architektonické zobrazení a program Scia Engineer pro konstrukční. Díky tomu lze s použitím tohoto modulu vytvořit obousměrné propojení CAD a CAE.

Hlavní funkce

Výměna geometrie

► Dva modely v jednom projek-tu: konstrukční

Protože si programy vyměňují inteligentní modely budov, je třeba používat architektonické objekty. Základem vašeho modelu by měly být sloupy, nosníky, desky a stěny včetně všech otvorů. Přesný prostorový tvar entity z programu Allplan se v programu Scia Engineer ukládá jako konstrukční model. Objekty je možné přenášet také jako obecná tělesa. Ty se v programu Scia Engineer objeví také jako tělesa, lze je však převést na prutové nebo rovinné prvky pomocí sady nástrojů BIM a zapojit do statických výpočtů.

a výpočtový ► Konstrukční model lze automaticky převádět na výpočtový (nástrojem Structure2Analysis). ► Projekty programu Scia Engineer lze aktualizovat a slučovat pro zajištění maximální efektivity při revizích původního projektu. ► Aktualizace konstrukčního modelu se odrazí ve výpočto-vém modelu bez ztráty doplňujících dat. ► Mapovací tabulka materiálů

esa.28

Přesný prostorový tvar entity z programu Allplan se v programu Scia Engineer ukládá jako konstrukční model. Tvar výpočtového modelu se pro každou entitu vytváří během importu a ukládá se jako její druhá interpretace (paralelní model). Umístěním střednic a střednicových rovin jednotlivých entit do těžiště řezu se dociluje nejvyšší kvality numerických výsledků. Uživatel toto umístění přirozeně může později změnit běžnými úpravami v programu Scia Engineer. Import lze provádět přímo s okamžitým spuštěním programu Scia Engineer (přímé propojení), jsou-li oba programy k dispozici v jednom počítači. Pracují-li však projektant a stavební inženýr každý sám, může být nezbytné přenést model z jednoho počítače do druhého. K tomuto účelu se používá datový soubor programu Scia Engineer (nepřímé propojení). Funkce a možnosti jsou v obou případech stejné.

Obsaženo v P E S


Výměna dat s programem Allplan

Výměna dat o výztužích Protože program Allplan nabízí možnost modelování prostorových výztuží, existuje také možnost výměny výztuže mezi programy Allplan a Scia Engineer pomocí prostředků pro výměnu dat. K dispozici jsou různé možnosti. Systém Scia Engineer pracuje se dvěma typy výztuží: skutečnými a teoretickými výztužemi. Rozhraní mezi programy Allplan a Scia Engineer podporuje oba typy.

Modelování

Teoretické výztuže Teoretická výztuž je vypočtené potřebné množství oceli v prvku. Výsledky těchto výpočtů lze znázornit graficky. Program Scia Engineer vypočítává a optimalizuje požadované výztuže pro prutové a plošné členy. Teoretické výztuže plošných členů lze přenést do programu Allplan ve formátu ASF. Program Allplan tyto hodnoty používá k poskytnutí zpětné vazby o modelované výztuži uživateli. Každá vložka přidaná do modelu ovlivní barevné schéma v příslušném směru. Uživatel se tak dozví, které plochy vyžadují další vyztužení a které jsou již vyztuženy dostatečně. Soubory ASF lze použít také k plně automatizovanému návrhu výztuží v programu Allplan. Hodnoty jsou převáděny na skutečné výztuže. Skutečné výztuže Program Scia Engineer nabízí také možnost modelování skutečných výztuží v prutových a plošných prvcích. K dispozici je řada předdefinovaných šablon výztuží, které uživateli pomohou se zadáváním skutečných výztuží (třmínků a podélných prutů) přímo v programu Scia Engineer. Další možnost spočívá v definování výztuží v modelu v programu Allplan. Tyto výztuže lze exportovat z programu Allplan do programu Scia Engineer a posoudit jejich dostatečnost. Existuje také možnost importovat z programu Allplan do programu Scia Engineer celý model včetně výztuží a pomocí výše uvedených funkcí jej převést na výpočtový model. Výztuže lze v programu Scia Engineer optimalizovat tak, aby splňovaly platná omezení při minimálním množství použitých ocelových výztuží. Výztuže vytvořené nebo adaptované v programu Scia Engineer lze zpětně použít v programu Allplan bez ztráty informací.

Mapovací tabulka materiálu Projektanti často používají materiály jiným způsobem než stavební inženýři. V konstrukčním modelu je důležité vědět, zda je určitý objekt ocelový, betonový, cihlový nebo dřevěný. Pro postižení množství se často používají velice podrobné názvy. Stavební inženýr však může používat jen materiály vhodné pro výpočet. Například název „beton“ jako údaj o materiálu je nedostatečný. Program Scia Engineer potřebuje informaci o tom, jaký druh betonu je použit, např. „C20/25“. Program Scia Engineer 2010 nyní nabízí mapovací tabulku. Tato tabulka propojuje materiály použité v programu Allplan s odpovídajícími materiály programu Scia Engineer. Tabulka je tvořena prostým textovým souborem a uživatel ji může rozšiřovat i měnit.

Sada nástrojů pro BIM a pracovní skupiny Modul esa.28 zahrnuje také modul esa.26 – sadu nástrojů pro BIM a pracovní skupiny. Tento modul nabízí tři další nástroje, které lze použít k převodu konstrukčního modelu programu Allplan na výpočtový model programu Scia Engineer. Jedná se o následující funkce: • Structure2Analysis • Rozpoznávač prvků • Mechanismus aktualizace Další informace o těchto funkcích naleznete v příslušném letáku (esa.26).

31 esa.28

Modelování

Propojení s programem Revit® Structure (Autodesk®)

Scia Engineer je primárně výpočtový program, pracující se zadáním Výpočtového modelu (ang. analysis model). Data, ze kterých statik tento výpočtový model vytváří však nemusí být od počátku zadávána v programu Scia Engineer. Mnohem častějším způsobem je využití jedné z mnoha možností datové výměny. Do Scia Engineer je možné naimportovat geometrii nejen fyzického konstrukčního modelu budovy (architektonický tvar), ale v určitých případech i přímo výpočtový model vytvořený v jiné aplikaci. K těmto případům patří také datová výměna s programem Revit Structure.

Výpočtový model Originální a ojedinělý bod datové výměny z Revit Structures je právě to, že při datové výměně se uskutečňuje přenos informací o výpočtovém modelu. Pojem výpočtového modelu je však široký a jeho definice se často liší v každém konkrétním výpočtovém nástroji. Tyto části výpočtového modelu jsou v datové výměně podporovány: • Geometrie • 1D prvky (nosníky, sloupy) • 2D prvky (desky, stěny, skořepiny) • Podpory – základová patka zadaná v Revit Structure se přenese jako vetknutí • Zatížení a Zatěžovací stavy: Zatížení se přenášejí jako „Volná zatížení” • Kombinace zatěžovacích stavů

Princip použití

• Deformace desek

Po nainstalování malé vedlejší aplikace (plugin) se možnosti výměny dat objeví přímo v rozhraní Revit Structure. V Revit Structure je možné výpočtový model exportovat pomocí nástroje v Menu „Externí nástroje“, položka „Scia Revit výměna“. V nastavení je možné volit 2 základní způsoby exportu výpočtového modelu z Revitu : • přímý export je volba automatického startu programu Scia Engineer, následně se otevře nový projekt, do kterého se naimportuje výpočtový model • export do souboru *.r2s znamená vytvoření externího soubouru ve formátu , který je možné naimportovat do Scia Engineer v dalším kroku. Je zřejmé, že rozdíl oproti předešlé možnosti spočívá v možnosti vykonat tento krok na jiném počítači (datová výměna s jiným partnerem nebo subdodavatelem). Naimportovaný výpočtový model ve Scia Engineer je možné přímo spočítat a následně spustit jeden z posudkových modulů. Další kroky jsou pak běžnou praxí – není rozdíl v modelu převzatém z Revit Structure a vytvořeném od začátku ve Scia Engineer. Je na něm tedy možné provádět úpravy jako změny průřezů, optimalizace atd.

• Vnitřní síly na deskách

• Výsledky na prutových prvcích

Hlavní funkce ► Otevřená architektura datové výměny pod-

32

porující propojení konstrukčního a výpočtového modelu konstrukce.

esa.21

Obsaženo v S


Propojení s programem Revit® Structure (Autodesk®)

Takto upraveným modelem je možné aktualizovat původní data v Revit Structure. V dalším kroku této datové výměny je možné upravovat tato data i v prostředí Revit. Při importu stejného projektu znovu do Scia Engineer je tento výpočtový model rozpoznán. Přímo v programu je možné sledovat všechny změny uskutečněné na tomto modelu v přehledném dialogu (změna/ smazání/ nový prvek) nejen u geometrie, ale i u všech ostatních přídavných dat (podpory, zatížení, kombinace). Inženýr pracující s programem se pak rozhodne, které ze změn přijme a které ne.

Možnosti v Revit Structure

Modelování

• Export jen určité části komplexního výpočtového modelu – není nutné exportovat vždy kompletní objekt, ale je možné použít řešení jen na analýzu částí konstrukce, případně přímo analýzu jednotlivých prvků (nosníky, desky). • Export kombinací může být povolený nebo ignorovaný - což je doporučený postup, protože Scia Engineer poskytuje širší možnosti zadávání a vyhodnocování kombinací zatěžovacích stavů s nezanedbatelným přínosem možnosti generování kombinací závislých na konkrétní normě plně automaticky. • Mapovací tabulky – přímo programem jsou poskytovány přednastavené mapovací tabulky. V běžné praxi, při plném využívání funkcí obou programů však může nastat potřeba přiřadit konkrétní průřez z Revitu konkrétnímu průřezu ve Scia Engineer. Toto mapování probíhá uživatelsky jednoduchou formou.

Možnosti ve Scia Engineer • Detailní analýza výpočtového modelu pomocí MKP. • Využití všech nástrojů Scia Engineer pro analýzu – nastavení sítě konečných prvků, typ analýzy, možnosti řešiče a pod. • Princip přídavných dat – otvory v nosnících, otvory v deskách, podoblasti a pod. • Detailní posudky navrhnutých prvků a následné výstupy (statický dokument).

33 esa.21

Modelování

Výměna dat s Tekla Structures

Scia Engineer se vyznačuje jedinečným konzistentním konstrukčním a výpočtovým modelem pro betonové, ocelové, hliníkové, dřevěné a smíšené konstrukce. To je užitečné, mimo jiné, v případě, že model konstrukce je sdílen s dalšími aplikacemi, protože uživatel může mít v jednom projektu uloženy informace jak o výpočtovém modelu (CAE), tak o konstrukčním modelu (CAD). Modul Výměna dat s Tekla Structures, jak již samotný název naznačuje, poskytuje bezproblémovou výměnu dat mezi Scia Engineer a Tekla Structures.

Scia-2-Tekla Propojení umožňuje exportování modelu ze Scia Engineer do Tekla Structures (v. 15 a vyšší). Modely jsou omezeny na rámy složené z výhradně prutových prvků. Desky a další přídavná data jako klouby a podpory nelze do Tekla Structures přenášet (kvůli omezení v Tekla API). Pokud projektant vytvořil pouze výpočtový model, bude tento přenesen. Pokud byl ve Scia Engineer vytvořen také paralelní konstrukční model, uživatel si zvolí, který model chce exportovat. Výměna dat je založena na souboru formátu *.s2t. Jakmile je exportní soubor vytvořen, může být otevřen v zásuvném modulu Scia2Tekla. Otevření souboru v tomto dialogu poskytuje některé základní informace o přenosu vrstev, materiálů, průřezů, uzlů, nosníků atd.

Hlavní funkce ► Obousměrné propojení mezi Tekla a

34

Scia Engineer. ► Modely vytvořené v Tekla lze spočítat v Scia Engineer. ► Optimalizované průřezy lze poslat zpět do Tekla. ► Zpracovat lze celý model nebo jen jeho část.

esa.22

Užitečnou vlastností je zde možnost vybrat mapovací tabulky pro materiály a průřezy. Základní mapovací tabulky jsou distribuovány jako součást Scia Engineer. V případě potřeby si může uživatel definovat další tabulky pomocí mapovacího editoru Scia, který je samostatným programem. Mapovací tabulka materiálů převádí názvy materiálů používaných ve Scia Engineer na jména používaná v Tekla Structures. Mapování je důležité, protože Tekla používá rozdílné a propracovanější pojmenovávání materiálů než Scia Engineer, např.: materiál S235 ve Scia Engineer může být v Tekla materiálem S235JR nebo S235JRG2 nebo S235JO nebo S235J2G3 nebo S235J2G4. Aby mohlo být provedeno správné dokončení detailů, je třeba při přenosu konstrukčního modelu vybrat správný materiál. Podobné lze říci o průřezech. Scia Engineer používá knihovnu průřezů sestavenou ze skupin (např. HE) a typů (např. 100A nebo 100B nebo 100M), zatímco Tekla vyžaduje popis průřezy ve tvaru HEA100. Při používání geometrických průřezů není mapovací tabulka nutná, protože všechny potřebné informace lze dopočítat z tvaru průřezu.

Správný postup importu do Tekla Structures • Spusťte Tekla Structures; • Otevřete nový prázdný projekt; • Spusťte zásuvný modul Scia-2-Tekla a načtěte požadovaný soubor s2t; • Proveďte potřebné akce (mapování, typ modelu apod); • Klepněte na tlačítko „Načíst data do Tekla Structures“. Dojde k propojení s aktuálním oknem Tekla. Model je naimportován a aplikace Scia-2-Tekla vypíše zprávu o přenesených prvcích, o mapování apod.

Tekla-2-Scia Export do Scia Engineer lze provést přímo a nepřímo. Při přímém exportu do Scia Engineer se program Scia Engineer otevře a konstrukce se automaticky načte. To je samozřejmě možné pouze, jsou-li oba programy nainstalovány na stejném počítači. Obvykle však statik a kreslič pracují samostatně na dvou různých počítačích. Export tak vyžaduje Obsaženo v: P E S


Výměna dat s Tekla Structures

Průřezy lze ve Scia Engineer optimalizovat a upravovat a výsledek poslat zpět do Tekla Structures.

Modelování

externí soubor s příponou *.t2s. Soubor lze otevřít ve Scia Engineer, kde proběhne kontrola geometrie a sítě konečných prvků a následně je proveden výpočet.

Mapovací tabulky, které převedou průřezy z Tekla Structures na průřezy Scia Engineer musí definovat uživatel. To samé platí o materiálech definovaných v Tekla Structures.

Jaké entity se importují (Tekla Structures do Scia Engineer) • Geometrie (model sestavený v Tekla Structures a převedený na výpočtový model) • Uzly; • Průřezy - z knihovny; • Průřezy - geometrie; • Materiál; • 1D dílec - nosník (přímka, oblouk); • Nosník s proměnným průřezem; • 2D dílec (deska); • 2D otvor. • Typ MKP (pouze osové síly); • Tuhá ramena; • Bodové podpory (na nosníku, v uzlu); • Liniové podpory; Informace o zatížení • Zatěžovací stavy; • Kombinace zatížení; • Vlastní tíha; • Bodové zatížení (na nosníku, v uzlu); • Bodové momentové zatížení (na nosníku, v uzlu); • Liniové zatížení; • Liniové momentové zatížení; • Teplotní zatížení.

35 esa.22

36

Rozhraní ETABS®

Modelování

Ve stavebním inženýrství se používá stále více různých programů k vypočítávání velkých projektů. Každý takový program se specializuje na určitou oblast, ale má také své slabé stránky. Systém Scia Engineer je vyhledáván především jako vynikající a snadno ovladatelný modelovací nástroj, plně automatický generátor sítě a rychlý řešič. Díky propojení programů ETABS® a Scia Engineer může nyní uživatel kombinovat výhody obou programů. Propojení mezi dvěma programy CAE ovšem poskytuje uživatelům i další možnosti: • Porovnávání výsledků z různých programů, • Použití širší škály návrhových norem, • Dimenzování desek v programu Scia Engineer, • analýza desek PT a předpjatých prvků v programu Scia Engineer.

Podporované entity Geometrie: • • • •

geometrie uzlů, Přímé pruty a sloupy, Polygony, rovné stěny a desky.

Průřezy: • • • •

válcovaný průřez, kruh, obdélník, obecný průřez.

Výpočtová data: • • • • •

stupně volnosti pro přípoje prvků a podpory, podpory, tuhé spojení nebo kloub, bodové podpory, klouby na prutech.

Zatížení: • • • • • • • • •

statická zatížení, stálá a nahodilá zatížení, vlastní tíha, bodové síly a momenty, spojitá zatížení, momenty, teplotní zatížení, povrchové síly, posuny podloží, zatěžovací stavy, kombinace.

Jak to funguje? Import souboru ETABS® do programu Scia Engineer Uživatel může v nabídce Import programu Scia Engineer vybrat možnost importu souboru Obsaženo P E S


ETABS®. Poté je možné určit, ve které návrhové normě je projekt otevřen a které materiály jsou ekvivalentní. Po nastavení těchto údajů se model z programu ETABS® otevře v systému Scia Engineer s vybranými předběžnými podmínkami. Uživatel obdrží soubor s protokolem obsahující popis všech importovaných dat. Export dat z programu Scia Engineer do programu ETABS® Export souborů Scia Engineer do programu ETABS® lze provést prostřednictvím nabídky Export v programu Scia Engineer. Zde může uživatel zadat příkaz k exportu projektu Scia Engineer do souboru ETABS® (*.e2k). Po provedení exportu může uživatel otevřít soubor e2k v programu ETABS® a pracovat s exportovaným modelem v prostředí ETABS®. Uživatel obdrží soubor s protokolem obsahující popis všech exportovaných dat.

Hlavní funkce ► Uživatel je schopen porovnat výsledky více

programů.

► Možnost generace kvalitní sítě prvků

ve Scia Engineer.

► Využití modeláře Scia Engineer i pro další

programy.

► Návrh a posudek desek ve Scia Engineer. ► Analýza dodatečně předpjatých desek

ve Scia Engineer.

37 esa.29

Generátory zatížení

Generátor pro vítr a sníh / Generátor rovinného zatížení

Generování zatížení větrem a sněhem na rámy S tímto modulem pro větrná a sněhová zatížení ve Scia Engineer má statik k dispozici interaktivní grafický nástroj pro rychlé a snadné zadání klimatických zatížení na rámy. Zatížení větrem a sněhem se generují automaticky na rámové konstrukce podle zvolené normy (EC, DIN, NEN, NV 65, CSN, STN nebo IS). Obecně může uživatel přizpůsobit rozložení větru a tlakové koeficienty podle podmínek konkrétního projektu. Standardní rozložení zatížení je pro zadaný region a typ terénu nastaveno automaticky. Koeficienty tlaku větru jsou generovány pro daný směr větru (vítr zleva nebo zprava kombinovaný s vnitřním podtlakem nebo přetlakem). Doporučené hodnoty jsou zobrazeny v dialogu s možností změny. Zatěžována je vždy aktivní pracovní rovina XZ aktuálního uživatelského systému. Stejným způsobem se pak odvozuje váha sněhu a koeficienty pro sníh. Po odsouhlasení tlakových a polohových součinitelů, jsou zatížení vytvořena pro zadanou konstrukci. Zatížení jsou generována do příslušných zatěžovacích stavů a skupin zatížení ve zvolené pracovní rovině.

Hlavní funkce ► Koeficienty tlaku pro vítr zleva a zprava,

kombinace s podtlakem a přetlakem.

► Zatěžovací součinitele pro sníh.

► Algoritmus je v souladu s normou

38

EN 1991-1-4:2005. ► Automatické rozdělení plošných zatížení na zvolené pruty.

esas.05.xx / esas.29

Automatické rozdělení plošného zatížení na pruty Modul Generátor rovinného zatížení automaticky rozděluje plošné zatížení (panel, podlaha, užitné…) na vybrané prvky v této rovině. Zatěžovaná oblast se zadává graficky. Oblast může mít libovolný polygonální tvar s přímými hranami a může také obsahovat otvory (oblasti bez zatížení). Směr zatížení vychází z aktuálního souřadného systému, lze však zvolit i jiný souřadný systém. Zatížení se pak rozpočítává na vybrané nebo na všechny nalezené pruty ve vybrané oblasti. esas.29 Obsaženo v: C P E

Požadovaný modul: esas.00.

Pohyblivé zatížení (jedna zatěžovací soustava) na prutech a plošných prvcích - Rozšířené pohyblivé zatížení (více soustav) na prutech a plošných prvcích

Tyto čtyři moduly nabízejí moderní řešení pro navrhování konstrukcí, které jsou vystaveny pohyblivému zatížení, tj. např. mostů nebo jeřábových drah. Pokrývají celý proces návrhu používaný v současné době při navrhování mostů. Zahrnují širokou škálu uživatelem definovaných zatěžovacích soustav a výsledky pro obalové křivky a vybrané body.


Modul generuje příčinkové čáry a plochy pro pohyblivé zatížení, které se pohybuje po dané dráze. Uživatel může měnit směr a intenzitu pohybujícího se jednotkového zatížení. Lze také použít definované zatěžovací soustavy na vypočítané příčinkové čáry v rámci procesu hledání kritických poloh systému – využití příčinkových čar. Je možné automaticky vypočítat obálku pro nejméně příznivé polohy zatěžovací soustavy. Knihovna programu obsahuje různé typy zatěžovacích soustav umožňující širší spektrum použití. Pohyblivé zatížení se skládá z jednoho, dvou nebo více soustav osamělých zatížení.

Moduly esas.02 a esas.35 jedna zatěžovací soustava Zatěžovací soustava se skládá z několika osamělých zatížení a rovnoměrného spojitého zatížení působícího podél celé dráhy. Program bere toto rovnoměrné spojité zatížení v úvahu pouze v kladných částech příčinkové čáry, čímž eliminuje jakékoli pozitivní zkreslení, které by s tímto zatížením mohlo být spojeno. Modul esas.02 analyzuje pohyblivá zatížení na rámových konstrukcích, modul esas.35 analyzuje pohyblivá zatížení na plošných konstrukcích. Jeden zatěžovací systém může obsahovat: • Zatěžovací soustava včetně řady osamělých zatížení; • Rovnoměrné spojité zatížení působící na kladnou část příčinkové čáry; • Přerušené spojité zatížení působící v bodě osamělého zatížení; • Redukční součinitel pro osamělá zatížení působí na zápornou část příčinkové čáry.

Moduly esas.03 a esas.36 více zatěžovacích soustav Systém dvou skupin osamělých zatížení představuje tyto možnosti: • Dvě zatěžovací soustavy včetně řady osamělých zatížení; • Minimální a maximální vzdálenosti dvěma zatěžovacími soustavami; • Rovnoměrné spojité zatížení - kladná část příčinkové čáry;

• Redukční součinitel pro osamělá zatížení záporná část příčinkové čáry; • Rovnoměrné spojité zatížení - záporná část příčinkové čáry mezi oběma skupinami zatížení. Systém násobné skupiny osamělých zatížení umožňuje následující: • Zatěžovací soustavy, které zahrnují mnoho osamělých zatížení; • Fixní vzdálenost mezi skupinami zatížení; • Rovnoměrné spojité zatížení působící na kladnou část příčinkové čáry; • Redukční součinitel pro osamělá zatížení působí na zápornou část příčinkové čáry; • Rovnoměrné spojité zatížení působí na zápornou část příčinkové čáry mezi dvěma skupinami zatížení. Prvním krokem při zatěžování konstrukce pohyblivým zatížením je grafické zadání dráhy, po které se soustava bude pohybovat. Druhým krokem je zadání zatěžovací soustavy a další údaje jako: • Vymezit délku pojezdu; • Součinitel násobení pro výsledky, součinitel nárazu pro výsledky s výjimkou deformací. Skupina zatěžovacích stavů obsahujících maximální a minimální hodnoty složek vnitřních sil a deformací představuje výsledky obalové křivky. Program vytváří celkem 24 zatěžovacích stavů pro trojrozměrnou konstrukci

esas.02, esas.35 obsaženy v P E esas.03, esas.36 obsaženy v E

Požadované moduly: Pro esas.02: esas.00 nebo esas.01. Pro esas.03: esas.02. Pro esas.35: esas.02, esa.01. Pro esas.36: esas.35.

Uživatel může tyto výsledky kombinovat s ostatními zatěžovacími stavy a vyhledat tak extrémy sil a posunů. Tyto kombinace lze posléze využít při navrhování výztuže betonových prvků nebo při posuzování napětí a stability ocelových konstrukcí. Modul esas.03 analyzuje pohyblivá zatížení rámových konstrukcí, modul esas.36 analyzuje pohyblivá zatížení plošných konstrukcí.

Hlavní funkce ► Obecné řešení pro návrh konstrukcí vysta-

vených pohyblivým zatížením jako jsou mosty nebo jeřábové dráhy. ► Generování příčinkových čar a povrchů. ► Vyhledání kritické pozice zatěžovacího systému. ► Automatický výpočet obálek nejméně příznivých účinků.

esas.02 / esas.03 / esas.35 / esas.36

39


Šablony zatížení

Modul Šablony zatížení umožňuje uživateli vytvářet pohyblivé zatížení na deskách. Generátor využívá předdefinovaných skupin sil, drah a předepsaných kroků k vytvoření zatěžovacích stavů, ve kterých jsou skupiny sil umístěny na příslušné pozice. Zatížené desky mohou být součástí 3D modelu, který může být buď plochý, nebo i zakřivený. Skupina sil může být složena z osamělé síly, rovnoměrného spojitého liniového zatížení a plošného zatížení - tj. ze všech typů volného zatížení. Definovaná skupina zatížení se pak pohybuje po trati jako „tuhé těleso“. Pokud skupina představuje dlouhá vozidla a je ji třeba v zatáčkách na trati rozdělit, je možné definovat body obratu. Skupiny sil jsou uloženy v databázích a mohou být sdíleny mezi projekty. Instalace programu obsahuje sadu předdefinovaných zatížení dle v souladu s normou EC-EN. Skupina zatížení může být zavedena do modelu pomocí aktuálního zatěžovacího stavu na pozici definovanou přímo uživatelem (pomocí myši nebo zadáním souřadnic). Tento způsob zadávání je vhodný v případě, že jsou stejné skupiny sil používány ve stejném projektu, nebo opakovaně v různých projektech. Druhým způsobem zavedení skupin sil je jejich umístění na předdefinovanou trať. Tato řídicí trať

Hlavní funkce ► Propracované zatěžování desek pohyblivým

zatížením.

► Zatěžovací soustava může obsahovat

bodové, liniové a plošné zatížení.

► Výkonné modelování delších systémů na

zakřivené dráze.

► Pohyblivé zatížení se může pohybovat po

40

libovolné trajektorii.

esas.04

- dráha, po které by se měla pohybovat skupina sil - se může skládat z rovných i zakřivených částí. Soustava zatěžovacích stavů je generována automaticky. Skupina sil se pohybuje po trati a může být umístěna do libovolné polohy. Vyhodnocení výsledků se provádí pomocí obalových křivek, které jsou vytvořeny pro všechny zatěžovací stavy. Obalová křivka pak vyjadřuje extrémy vnitřních sil či napětí. Obsaženo v E


Generátor prostorového zatížení větrem

Generátor prostorového zatížení větrem patří do skupiny generátorů zatížení v programu Scia Engineer. Zatímco generátor plošného zatížení větrem je vhodný pro pravidelné rámy a haly, generátor prostorového zatížení větrem umožňuje uživateli generovat zatížení větrem u uzavřených prostorových staveb. Úplný návrh konstrukce pro zatížení větrem představuje pracnou úlohu vzhledem k velkému počtu větrných zón a zatěžovacích stavů, které musí být ve výpočtech brány v úvahu. Program Scia Engineer a jeho generátor prostorového zatížení větrem tuto část návrhového procesu zjednodušují.

Plášť, do kterého se opírá vítr

Všechny prvky pláště, rovné stěny, desky a panely, jsou podle své funkce v budově rozděleny do kategorií „stěna“ nebo „střecha“. Střechám je dále přiřazen příslušný typ: • Plochá, • Pultová, • Sedlová, • Stanová. Toto rozdělení je nezbytné pro automatické vytváření větrných zóna na prvcích pláště.

Směr větru Kromě typu prvků pláště musí uživatel zadat směr větru a kombinaci znamének (+ + / + – / – + / – –) pro součinitele Cpe a Cpi. Zadat lze libovolný počet směrů větru a kombinací znamének podle potřeby. Generátor prostorového zatížení větrem pak provede vše potřebné: • Vytvoří větrné zóny, • Vygeneruje všechny zatěžovací stavy, • Zadá skutečná zatížení.

Větrné zóny Vygenerované větrné zóny lze zobrazovat, v případě potřeby upravovat a dokonce ručně zadávat Obsaženo P E



Aby bylo možné použít generátor prostorového zatížení větrem, musí model počítané konstrukce obsahovat „něco“ – jakýsi plášť – do kterého se bude vítr opírat. U výpočtových modelů, v jejichž rámci se zadávají vnější stěny a střecha, tyto údaje plně postačí. U rámových konstrukcí je však nutné definovat fasádové, případně střešní panely, na které může zatížení větrem působit. Princip práce s těmito panely spočívá v tom, že zatímco panel sám o sobě je při výpočtu ignorován, jakékoli jeho definované povrchové zatížení se automaticky přenáší na nosné části konstrukce. Nosnými částmi mohou být nosníky, které panel podepírají, okraje panelu nebo jeho vrcholy.

v editoru zón. Při dodržení běžného pracovního postupu generuje větrné zóny s příslušnými hodnotami Cp generátor. V případě potřeby je však může uživatel upravit nebo i ručně zadat. Zóny lze vytvářet celkem třemi možnými způsoby: • Šablona podle normy: Geometrie zón je vypočtena ze zadané hodnoty „e“ (viz např. obrázek 7.5 v EN1991-1-4); hodnotu Cpe je nutné zadat ručně. • Ruční návrh: Geometrii zón a další hodnoty zadává uživatel ručně. • Generovat: V tomto případě generátor vypočítává geometrii zón a součinitele větru automaticky. V grafickém okně se zobrazují vygenerované větrné zóny i vypočtené součinitele CPE.

Zatěžovací stavy Pro zadaný směr větru a kombinaci znamének Cpe/Cpi jsou vygenerovány odpovídající zatěžovací stavy. Vygenerované zatěžovací stavy jsou přidány k již existujícím zatěžovacím stavům v projektu a lze si je prohlédnout ve správci zatěžovacích stavů.

Zatížení Zatížení v jednotlivých vygenerovaných zatěžovacích stavech lze zkontrolovat v grafickém okně. Příznaky zobrazení umožňují uživateli přepínat mezi zobrazením součinitelů Cpe a skutečného zatížení.

Hlavní funkce ► Generátor prostorového zatížení větrem je

uživatelsky příjemný a snadnou použitelný nástroj. Několika kliknutími myší lze vygenerovat větrné zóny a zatížení pro celou konstrukci. ► Zóny a odpovídající součinitele C se zobrazují v grafickém okně. ► Odolnost vůči zatížení větrem lze vypočítávat u všech typů uzavřených prostorových staveb.

esas.46.01

41

42

Lineární statický výpočet

Modul lineární statický výpočet ve Scia Engineer je profesionální nástroj pro analýzu 2D a 3D prutových konstrukcí z oceli, betonu a dalších materiálů. Výsledky pro konstrukce z betonu a oceli jsou provázány s posudky podle příslušných norem. Při založení projektu lze zvolit jednoduší formu projektu – omezení na rovinný rám, desku apod. Projekt se tak stává přehlednější, odpadá nutnost zadávání v ostatních směrech.

Výpočty

Geometrie projektu tedy může být zjednodušena na Rám XZ - Rovinný rám se zatížením pouze v rovině rámu, Rošt XY - rovinná konstrukce zatížitelná pouze v rovině kolmé k rovině roštu nebo příhradovou konstrukci (2D a 3D). Analýza komplexních prostorových prutových konstrukcí je umožněna v obecném případě Rámu XYZ. Široký výběr modelových dat (nosníky, podpory, klouby, náběhy atd.) umožňuje přesné modelování libovolné konstrukce.

Zadání geometrie Zadání modelu probíhá v grafickém okně s možností použití rastrů, hladin, atd., modelování konstrukcí ve Scia Engineer je snadné a intuitivní. Program nabízí množství efektivních nástrojů už v základním modulu. Vlastnosti každé entity jsou dostupné při zadání i pozdější editaci v okně vlastností. Knihovna katalogových bloků umožňuje zjednodušit zadání na opakovaných částech konstrukcí. V knihovně jsou dostupné základní tvary konstrukcí, křivky atd.

Model Konstrukce může být v programu sestavena z různých konstrukčních prvků a přídavných dat jako jsou: • Pruty a desky; • Pevné, kloubové, posuvné a pružné bodové a liniové podpory; • Kloubové přípoje na prutech a na deskách; • Tuhá ramena mezi konstrukčními uzly; • Excentricity jednotlivých prutů a desek; • Základové patky a pásy na pružném podloží; • Náběhy a proměnné průřezy; • Proměnná tloušťka desek a podoblastí. Uživatel má vždy kontrolu nad přesností matematického modelu konstrukce. Nastavením se dá například zpřesňovat síť konečných prvků, upravovat počty řezů na prutech, zjednodušovat geometrie modelu náběhů atd… Výpočet obecně zahrnuje vliv smykového přetvoření. Tento přístup je tak mnohem blíže skutečnému stavu než jednoduché Navierovské Obsaženo v C P E


řešení. Pro některé reálné případy toto může vést k více než 50ti % rozdílu oproti základním rovnicím pro nosníky, což lze prakticky považovat za chybu. Pro analýzu desek je možné vybrat z Mindlinovy a Kirchovovy ohybové teorie. Výpočet je prováděn pomocí metody konečných prvků.

Zatížení Konstrukci lze zatížit těmito zatíženími: • Vlastní tíha. Může být přiřazena buď celému modelu konstrukce v samostatném zatěžovacím stavu, nebo mohou být jednotlivé prvky zatíženy vlastní tíhou ve standardním zatěžovacím stavu v kombinaci s ostatními zatíženími. Gravitační zrychlení lze měnit a použít tak přesnou hodnotu 9.81 m/s2 nebo její zaokrouhlení na 10 m/s2. Zatížení je pak vypočteno automaticky podle průřezu prvku a použitého materiálu; • Bodová zatížení silou nebo momentem (v uzlech nebo bodech na nosnících); • Rovnoměrné nebo lineárně proměnné spojité zatížení silou nebo momentem. Bodová i spojitá zatížení mohou být zadávána v globálním souřadném systému stejně jako v lokálním

• • • • • •

souřadném systému prvku. Použit může být jakýkoliv směr daného zatížení; Spojitá zatížení na hranách ploch; Plošná zatížení na plochách; Zadaná excentrická zatížení; Posun podpor (sedání) a jejich natočení; Teplotní zatížení (stejnoměrné nebo s přírůstkem); Absence prvků a podpor v daném zatěžovacím stavu (pro simulaci průběhu výstavby);

Hlavní funkce ► Výpočet konstrukce modelované z 1D a 2D

prvků pomocí metody konečných prvků. Konstrukce může obsahovat pevné, pružné i posuvné podpory, klouby mezi pruty, excentricity prvků, základové patky nebo pásy, náběhy, pruty s proměnnými profily. ► Kombinace zatěžovacích stavů mohou být vytvářeny automaticky podle zvolené normy. ► Rychlý přepočet změněné konstrukce na pozadí. ► Zobrazení výsledků i v jednotlivých uzlech konečných prvků. ► Primární účinky.

esas.00 / esas.01

43

Výpočty

Lineární statický výpočet

• Předdefinované zatížení pomáhá uživateli snadno definovat zatížení vyvolané vrstvami materiálů například podlahy a střechy; • Klimatická zatížení tlakem větru a váhou sněhu, která se zadávají pomocí větrových křivek a váhy sněhu nebo podle doporučení vybrané normy.

Kombinace U podporovaných návrhových norem (EC, DIN, NEN, ÖNORM, SIA, CSN…) mohou být kombinace generovány automaticky. V případě potřeby může samozřejmě uživatel zadat vlastní kombinace.

Výstupy Program zobrazuje všechny typy výsledků na obrazovce ve formě grafů nebo tabulek. Uživatel si tak může podle potřeby zobrazovat například graf deformací nebo vnitřních sil na prutu spolu s náhledem tabulky obsahující stejný výsledek v přehledné tabulce. Styl zobrazení lze nastavit např. výběr zatěžovacího stavu nebo kombinace, zobrazení extrémů, zaokrouhlování hodnot atd. Zobrazování v grafickém okně je nastavitelné, model je tedy možné zobrazovat od čárového až po rendrovaný typ zobrazení. Zobrazení jednotlivých přídavných dat (podpory, zatížení, klouby, fáze výstavby atd...) může být zapínáno a vypínáno podle potřeby.

44

Na větších konstrukcích uživatel může s výhodou použít funkce jako výběry, aktivita (zapínání a vypínání části modelu), třídění prvků do jednotlivých hladin. Náhled poskytuje jednoduchý tabulkový výstup hodnot výsledku zobrazovaného v grafickém okně. Dokument je pak kompletním nástroj na tvorbu výstupů včetně poznámek a obrázků.

esas.00 / esas.01

Interakce s podložím (Soilin)

Výpočty

Při návrhu nebo posouzení jakékoliv konstrukce, která je ve styku s podložím, je nutno se zabývat interakcí stavby, základu a podloží. Abychom mohli zjistit napětí v podloží a následně jeho sedání, je nutno nejdříve spočítat přitížení povrchu podloží, resp. určit kontaktní napětí základu. Toto napětí počítá program Scia Engineer, přičemž k tomu využívá 2D model podloží, který korektně reprezentuje přetvárné vlastnosti celého masivu podzákladí povrchovým modelem. Jeho fyzikální vlastnosti jsou vyjádřeny tzv. parametry interakce C, přičemž nejdůležitější z nich jsou C1z, C2x,C2y, C1x a C1y. Autoři modelu Kolář a Němec doplnili v roce 1975 Pasternakův povrchový model o další parametry a od té doby se tento víceparametrický povrchový model interakce s úspěchem používá v praxi.

Předpoklady výpočtu Výpočet sedání a parametrů C se provádí podle následujících předpokladů: a) Napjatost v podzákladí se zjišťuje na modelu Boussinesquova ideálního homogenního poloprostoru a to bez ohledu na jakoukoli vertikální nebo horizontální nehomogenitu. Tento přístup je akceptován současnými geomechanickými normami; b) Hloubka založení ovlivňuje normový součinitel κ1 a tím zrychluje pokles hodnot svislé složky napětí σz do hloubky; c) Nestlačitelné podloží pod poslední zadanou vrstvou způsobí, že program zavede do výpočtu normový součinitel κ2. Numericky to znamená zpomalení útlumu napětí σz nekonečného poloprostoru. Výpočet sedání je v daném místě prováděn podle pracovního diagramu zeminy daného normou. V každé vrstvě se při výpočtu účinného napětí určuje příslušná strukturní pevnost zohledňující danou hloubku od původního terénu. Parametry interakce C jsou počítány z hodnot napětí σz , přetvoření εz pracovního diagramu a z hodnoty sedání na povrchu terénu.

Vstupní parametry Uživatel si volí, které základové desky mají být podložím podepřeny, tedy jakým plochám bude modul SOILIN přiřazovat odpovídající podepření. Geologický profil je určen zadanými geologickými sondami. Každému vrtu lze přiřadit několik geologických vrstev, které jsou charakterizovány následujícími vlastnostmi: • h = tloušťkou vrstvy; • Edef = modulem přetvárnosti (deformace); Obsaženo v E

Požadované moduly: esas.01, esas.00.

• ν = součinitelem příčné kontrakce (Poisson); • γ = objemová tíha zeminy v suchém a mokrém stavu; • m = součinitelem strukturní pevnosti zeminy. Existence nestlačitelné vrstvy na dolní hranici geologického profilu se zavede do výpočtu při zaškrtnutí volby „Nestlačitelné podloží“. Pokud je v určité hloubce zjištěna hladina podzemní vody, je možno tuto vzdálenost od vrcholu sondy zadat. Tím se všem hlubším geologickým vrstvám odpovídajícím způsobem automaticky sníží hodnota nasycené objemové tíhy. Příslušná sonda se umístí pomocí globálních souřadnic x, y, z do prostoru a to tak, že daný bod určuje povrch terénu. Je možno zadat libovolný počet sond, které ale musí mít definovány stejný počet geologických vrstev. Ze zadaných sond potom program sám v libovolném místě interpoluje jak povrch terénu (možnost zobrazit „digitální model terénu“), tak každou úroveň geologické vrstvy i každou geomechanickou charakteristiku.

Výpočet Výpočet MKP nejprve nalezne první aproximaci kontaktního napětí s pomocí výchozích hodnot parametrů C, které mohou být nastaveny uživatelem. Tyto hodnoty kontaktního napětí představují zatížení podloží a slouží jako vstup

pro modul Soilin. Tento program vypočte sedání podle příslušné normy a z něho hodnoty potřebných parametrů C. Celý cyklus MKP + Soilin se opakuje, dokud není splněna iterační podmínka přesnosti kontaktních napětí. Tímto způsobem jsou získány výsledné deformace a vnitřní síly konstrukce na podloží.

Integrace do programu Modul Soilin je plně integrován do programu Scia Engineer. Údaje o podloží se zadávají v grafickém prostředí programu. Iterační řešení interakce konstrukce s podložím je plně automatické. Výsledky z modulu Soilin lze vložit do dokumentu.

Hlavní funkce ► Víceparametrický model interakce mezi

základovou deskou a podložím.

► Při výpočtu se zohledňuje rozložení

a intenzita zatížení, kontaktní napětí mezi konstrukcí a zeminou, místní geologické podmínky. ► Zadání podloží vychází z geologického průzkumu sondami. ► Zobrazení průběhu σ v řezu podloží. z ► Výsledky v libovolném bodě na povrchu podloží.

esas.06

45

Výpočty

Pruty pouze tažené / Tlaky v podporách a podepření na podloží / Nelineární pružiny, prokluzy prutů / Geometricky nelineární výpočet / Lanové konstrukce / Stabilita / Plastické klouby

Pokročilé výpočty Scia Engineer nabízí možnost zadání lokálních nelinearit k vytvoření složitějšího, ale přesnějšího modelu posuzované konstrukce, který lépe vyjadřuje skutečné chování reálné konstrukce. Výpočty jsou plně v souladu s aktuálními normami pro posudky ocelových konstrukcí. Použití těchto vlastností je integrováno do prostředí programu.

Pruty přenášející pouze tah Modul umožňuje výpočet konstrukce s následujícími fyzikálními nelinearitami: • Pruty pouze tažené; • Pruty pouze tlačené; • Pruty s nastaveným mezním tlakovým nebo tahovým napětím. Pruty pouze tažené se zapojí do působení v konstrukci pouze pokud v nich vlivem zatížení dochází ke vzniku tahových napětí. Takové pruty jsou však z výpočtu vyloučeny, pokud v nich vznikají tlaková napětí. Lze použít i opačného vyloučení prutů - Pruty pouze tlačené. Program umožňuje zadání limitního napětí po jehož dosažení se prvek vyloučí z výpočtu.

Tlaky v podporách a podepření na podloží Jednostranné podpory - podpory působící pouze v tahu nebo v tlaku se při výpočtu zapojují jen při předepsaném namáhání, v opačném případě jsou považovány za volné. Při současném využití nastavení lokálního souřadného systému prutu a uzlu lze tyto podpory použít pro jakékoliv natočení.

Nelineární pružiny a prokluzy prutů Hlavní funkce ►Snadné modelování lokálních nelinearit.

►Přesnější výpočet vzpěru pomocí geomet-

ricky nelineárního výpočtu nebo stability .

►Plastické klouby na ocelové konstrukci podle

různých norem.

► Opakovaný výpočet konstrukce (lineární,

nelineární, modální) v řadě.

46

► Lokální zjemnění sítě v uzlech.

Tento modul umožňuje výpočet konstrukce s použitím těchto lokálních nelinearit: • Nelinární pružiny pro uzlové podpory a klouby na prutech; • Pruty s prokluzem - například pruty, které přenášejí normálovou sílu až po dosažení zadané deformace (lešení atd.)

Geometricky nelineární výpočet Modul umožňuje použití geometricky nelineárního výpočtu. Výpočet probíhá na konstrukci v deformovaném stavu, jsou zohledněny účinky druhého řádu. Osová síla (P) a vodorovné přetvoření (delta) se násobí, což u vodorovných zatížení (například vítr) vyvozuje na konstrukci přídavné momenty. Účinky druhého řádu jsou tvořeny lokálními účinky 2. řádu, známé jako P-d efekt a globálními účinky druhého řádu známé jako P-D efekt. • Vliv normálové síly na tuhost prvku (“stress stiffening”); • Geometrické imperfekce (počáteční deformace a imperfekce jednotlivých prvků). Jsou implementovány dvě metody geometricky nelineárního řešení. Podle typu řešené konstrukce může uživatel vždy zvolit vhodnější metodu. • Timoshenkova metoda, optimální pro kon-

esas.07, esas.08, esas.10, esas.11 Obsaženo v C P E esas.09, esas.13, esas.14, esas.15 Obsaženo v P E esas.12, esas.34, esas.37 Obsaženo v E

esas.07 / esas.08 / esas.09 / esas.10 / esas.11 / esas.12 / esas.13 / esas.14 / esas.15 / esas.34 / esas.37


Pruty pouze tažené / Tlaky v podporách a podepření na podloží / Nelineární pružiny, prokluzy prutů / Geometricky nelineární výpočet / Lanové konstrukce / Stabilita / Plastické klouby

Výpočty

strukce s malými horizontálními deformacemi, kde zůstává normálová síla konstantní po celou dobu výpočtu druhým řádem; • Newton - Raphsonův algoritmus s postupným zatěžováním. Tato metoda je vhodná pro konstrukce s významnými deformacemi, kde se normálová síla při výpočtu mění.

Lanové konstrukce Tento modul umožňuje přesnější výpočet lanových konstrukcí. Funkce umožňuje zadat prověšený počáteční tvar lana, kdy zakřivení vytváří rovnovážný stav (křivka řetězovka) se zatížením a počátečným napětím.

Membránové plošné prvky Výpočet s membránovými prvky na plošných konstrukcích umožňuje výpočet skořepin s tuhostí pouze v rovině skořepiny (prvky s nulovou ohybovou tuhostí).

Stabilitní výpočet Tento modul vyšetřuje globální tvary vybočení a příslušné kritické násobky zatížení konstrukce. Uživatel volí počet vypočtených vlastních tvarů.Zatížení, při němž dochází k vybočení je spočteno podprostorovou iterační metodou, celistvost výpočtu je ověřena Sturmovou kontrolou. Vlastní tvary a kritické násobky zatížení lépe vypovídají o chování konstrukce. Uživatel se pak může rozhodnout, zdali bude pokračovat na řešené konstrukci výpočtem lineárně nebo nelineárně. Aby bylo možno provést pouze výpočet prvním

řádem, je nutné dodržet maximální poměr mezi příslušným kritickým násobkem a maximálním kritickým násobkem stanoveným příslušnou normou. Kritická počáteční deformace pro výpočet druhým řádem je odvozena z globálního tvaru vybočení. Nelineární stabilita vyšetřuje nestabilitu konstrukce ve dvou fázích. V první fázi jsou přírustky zatížení postupně zvětšovány až do dosažení nestability konstrukce. Výpočet v této fázi probíhá na modelu bez zohlednění nelineárních vlivů. Druhá fáze výpočtu pak vyšetřuje vlastní tvary a kritické násobky zatížení s vysokou přesností. Program umožňuje využití vlastního tvaru jako počáteční deformaci pro nelineární výpočet.

Plastické klouby na rámové prutové konstrukci Pomocí tohoto modulu se provádí analýza ocelových konstrukcí s plastickými klouby. Rovnice vzájemného působení mezi smykovou silou a plastickým momentem jsou implementovány podle norem EC 3, DIN 18800 a NEN 6770. Pokud je v bodě konstrukce dosaženo plastického momentu, je do něj vložen kloub. Algoritmus je optimalizován pro výpočet velkých konstrukcí, kdy v každém iteračním kroku, jsou všechny prvky testovány a zpracovávány najednou. Proces je opakovaný a konverguje tak k přesnému řešení.

esas.07 / esas.08 / esas.09 / esas.10 / esas.11 / esas.12 / esas.13 / esas.14 / esas.15 / esas.34 / esas.37

47

Výpočty

Výpočet plošných konstrukcí přenášejících pouze tlak - zdivo a prostý beton

Tento modul umožňuje uživateli analyzovat chování smykových stěn, výplňového zdiva a veškerých stěnových konstrukcí přenášející pouze tlak. V grafickém prostředí je možné efektivně modelovat železobetonové a zděné stěny, včetně stěn z prostého betonu. Použitím nelineární analýzy je uživatel schopen vyloučit všechny konečné prvky, v nichž působí tahová napětí. Výsledkem je konstrukce , ve které působí pouze tlačené prvky. Pomocí tohoto modulu je možno graficky zobrazit přenos sil pouze tlakovými prvky v obloucích, klenbách a překladech nad otvory. Výztuž, která přenáší tahová namáhání je modelovaná jako vnitřní žebro s tuhostí odpovídající použité výztuži. Jedná se o výpočtové použití modelu příhradové analogie (strut and tie), který poskytuje uživateli komplexní nástroj pro návrh a posouzení výztuže v nosných stěnách. Nelineární analýza je provedena tak, aby byly započítány pouze tlačené konečné prvky, pomocí několika iteračních kroků, ve kterých jsou postupně eliminovány prvky, ve kterých vzniklo tahové napětí. (tuhost ve směru tahových napětí je významně redukována). V závislosti na geometrii atuhosti konstrukce může být v novém iteračním kroku nalezen rovnovážný stav - tím je dosaženo splnění konvergenčního kriteria. Zobrazením průběhů vnitřních sil nebo napětí si může uživatel udělat názorný obrázek o chování konstrukce. Dobře je viditelný průběh tlakových

Hlavní funkce ► Efektivní modelování konstrukcí nepřenáše-

jících tah (zdivo, prostý beton).

► Modul je vhodný pro analýzu skeletových

kosntrukcí s vnitřním stužujícím jádrem.

sil na modelu příhradové analogie. Vnitřní síly ve výztuži mohou být zobrazeny jako osové normálové síly v konstrukci. Celkový obraz chování konstrukce doplňují ještě další výsledky, jako například reakce a deformace. Tento modul pomáhá uživateli při návrhu a posuzování komplexních prostorových konstrukcí se smykovými stěnami a výplňovým zdivem. Praktickým příklad ukazuje rozdíl mezi lineárně elastickou analýzou a nelineární analýzou s využitím pouze tlačených prvků.

lineární

Závěr Modul plošné prvky přenášející pouze tlak je nezbytný pro uživatele, který se běžně věnuje výpočtu prostorových nebo rovinných konstrukcí obsahujících nosné stěny. Tento modul odpovídajícím způsobem ukazuje skutečné chování stěnových konstrukcí. Praktické uplatnění tohoto modulu je při modelování stěn zděných, železobetonových nebo z prostého betonu, včetně otvorů. Modul lze použít i pro řešení speciálních detailů.

nelineární

► Názorné zobrazení průběhu tlaku a chování

48

konstrukce.

esas.44

Obsaženo v P E


49

Výpočty

Globalní optimalizace konstrukcí

Tento modul uživateli umožňuje provádět opakovaný výpočet projektu připraveného v plné verzi programu Scia Engineer, a to v rámci zjednodušeného prostředí Scia ODA. Cílem těchto opakovaných výpočtů je porovnat různé varianty řešení téhož projektu a najít např. nejlevnější nebo nejúnosnější řešení anebo řešení s nejnižší hmotností.

Princip Stěžejním principem je, že se jedna nebo více částí analyzované konstrukce zparametrizuje. Poté jsou specifikována meze, ve ketrých se mohou jednotlivé parametry pohybovat. Nakonec provede výpočet dávkový procesor pro každou kombinaci hodnot parametrů. Výsledkem je přehledná tabulka, která shrnuje vybrané výsledky pro všechny analyzované případy.

Příprava projektu pro dávkové zpracování Uživatel musí nejprve v plné verzi programu Scia Engineer připravit model konstrukce, která má být analyzována. Požadované součásti konstrukce musejí být opatřeny parametry (např. výška průřezu, rozpětí, velikost zatížení, atd.). Poté musí uživatel otevřít správce XML a defino-

Hlavní funkce ► Opakované spouštění výpočtu projektu, při-

50

praveném v plném prostředí Scia Engineer, na zjednodušené Scia Oda. ► Snadný export výsledků do MS Excel (tm) k následnému zpracování (např. , complex tables, VBA scripts).

esa.23

vat vstupní a výstupní tabulky. Vstupní tabulka je vždy tabulka, která obsahuje zadané parametry. Výstupní tabulka pak může obsahovat vnitřní síly, vypočítané deformace, výkaz materiálu, výsledky posudků, atd. Jak vstupní tak i výstupní tabulka musejí být exportovány do externích souborů XML. Nakonec musí být projekt uložen jako standardní soubor esa-projektu.

Je také možné dodatečně definovat další konstanty a vzorce, které pak lze využít při dalším zpracování vypočtených výsledků. Jedna z konstant může např. představovat cenu za kg použitého materiálu a pomocí vzorce lze pak vypočítat celkovou cenu konstrukce. Vzorce ale mohou být i složitější a je možné např. eliminovat všechny vypočtené varianty, ve kterých deformace překračuje určitou konkrétní hodnotu.

Příprava a provedení opakovaného výpočtu

Vyhodnocení výsledků

Zadruhé musí být jak soubor esa-projektu, tak i dva soubory XML načteny do prostředí Scia ODA. Zde jsou specifikovány meze pro jednotlivé parametry (např. že délka rozpětí může kolísat od 3 metrů do 6 metrů po 50 cm).

Výsledky mohou být exportovány do souboru ve formátu CSV (comma separated value – hodnoty oddělené čárkou) anebo do souboru ve formátu MS Excel, což uživateli umožní připravit přehledné tabulky a grafy.


Vlastní kmitání / Dynamika - pruty a plošné prvky

Modul Vlastní tvary programu Scia Engineer je výkonným nástrojem pro výpočet vlastních tvarů, vlastních frekvencí, harmonických a seizmických zatížení rovinných nebo prostorových konstrukcí. Tento modul je kompletně propojen s ostatnímyimoduly Scia Engineer pro statické výpočty.

Zadání hmot

Výpočty

Dynamický výpočet je v podstatě analýza systému hmot a pružin, ty však na rozdíl od hmot od vlastní tíhy musí zadat na konstrukci sám uživatel. Hmoty od vlastní tíhy konstrukce program zohlední sám – převede vlastní tíhu na hmoty automaticky. Další bodové a liniové hmoty mohou být zadány manuálně do uzlů, na pruty nebo na desky. Program také nabízí možnost automaticky odvodit hmoty ze zatěžovacích stavů (převodem zatížení, směřujících ve směru globální osy Z, na hmoty), což značně snižuje pracnost zadání hmot pro dynamický výpočet.

Výpočet vlastních tvarů a frekvencí Modul počítá vlastní tvary konstrukce. Uživatel může zadat počet vlastních tvarů konstrukce, které budou následně vypočteny. Pro každý vlastní tvar se spočítá vlastní frekvence. Vlastní tvary a frekvence jsou spočteny podprostorovou iterační metodou.

Výstup výsledků Výstup vlastních frekvencí a tvarů může být zobrazen graficky nebo číselně. Během zobrazení grafických výsledků vlastních tvarů mohou být použity všechny základní zobrazovací funkce. Numerický výstup výsledků obsahuje tabulku frekvencí a všechny číselné výstupy vlastních tvarů (deformace, ...).

Výpočet harmonických zatížení Pro výpočet odezvy konstrukce zatížené harmonickým zatížením je nutné zadat frekvence a tlumení (logaritmický dekrement) harmonického zatěžovacího stavu. Výsledky výpočtu jsou obdobně jako v případě statického výpočtu: posuny, vnitřní síly a reakce. Zatěžovací stavy s harmonickým zatížením je možné kombinovat se statickými zatěžovacími stavy

Hlavní funkce ► Automatická tvorba hmot z vlastní tíhy

konstrukce a zadaného zatížení

► Vlastní tvary a frekvence.

► Odezva konstrukce na harmonické zatížení. ► Odezva na seismické zatížení - spektra

definované normami nebo uživatelsky zadané.

Obsaženo v P E

Požadované moduly: esas.00 or esas.01.

esas.21 / esas.22 / esas.23 / esas.24

51

Výpočty

Vlastní kmitání / Dynamika - pruty a plošné prvky

Výpočet seizmických zatížení Tento modul také slouží pro výpočet chování konstrukce s dynamickým zatížením spektrálního typu (tj. zatížením, jehož spektrální hustota je známá). Zmíněný výpočet je obvykle používán pro posudek konstrukce na účinek zemětřesení. Systémová databáze nabízí spektra podle následujících norem - Eurokód 8, PS 92 (francouzská norma), DIN 4149, SIA 160 a turecké normy. Další spektra mohou být zadána uživatelem Výsledky jsou obdobné jako výsledky lineárního výpočtu. Prakticky je tedy možné zadat seismický výpočet jako speciální druh zatěžovacího stavu, ve ketrém mohou být upraveny všechny potřebné parametry, tj. rozdílná seismická spektra v každém směru nebo výpočet pouze pro vybraný směr. Seizmické zatěžovací stavy je možné zadat do kombinace spolu se statickými zatěžovacími stavy. K odvození počtu vlastních tvarů, které je třeba analyzovat, slouží přehled poměru kmitajících hmot v příslušném vlastním tvaru.

Začlenění do programu Výpočetní model konstrukce pro seismický výpočet se přebírá ze statického modelu. Výsledky z výpočtu jsou běžně dostupné v grafické nebo textové formě v dokumentu programu.

52 esas.21 / esas.22 / esas.23 / esas.24

Fáze výstavby fáze 1

Moderní stavební konstrukce jsou často navrhovány a stavěny jako hybridní systémy obsahující ocel, předpjatý beton a prvky z monolitického i prefabrikovaného betonu. Hlavní nosné prvky jsou běžně betonovány předem a jsou využity jako nosný systém pro části konstrukce či průřezů dodělávané později. Statický systém se tedy v průběhu stavby mění. Proto se musí zohlednit účinky odstranění podpor, změny v zatížení apod., a to jak v průběhu výstavby, tak během provozu konstrukce.

fáze 2

fáze 3

fáze 4

Tyto moduly umožňují uživateli provést výpočet pro nepřerušenou posloupnost automaticky generovaných konstrukčních schémat, s ohledem na skutečný postup výstavby. TDA bere také ohled na reologické vlastnosti betonu.

fáze 5

Statický výpočet prvků z předem předpjatého betonu a kompozitních nosníků jumožňuje následující: • Sestavování nebo betonáž konstrukčních prvků po částech, • Postupné vytváření průřezů; • Vnášení zatížení a předpětí po jednotlivých stavech nebo prvcích; • Změny v okrajových podmínkách; • Odebírání dočasných konstrukčních prvků; • Přerozdělení vnitřních sil vyvolané dotvarováním a smršťováním betonu; • Předpjatá výztuž se po odříznutí stává vnitřní součástí konstrukce. Její tuhost je přidána do matice tuhosti celého prvku. Od tohoto momentu všechna zatížení vnesená na konstrukci automaticky vyvolají změnu předpětí dané výztuže.

fáze 6

Dále je možné modelovat speciální technologie konstrukcí jako např.: • Zmonolitnění prostých nosníků do spojitého včetně betonáže spřažené desky; • Postupná výstavba vícepodlažních rámových budov. Před tím, než mohou být zadány fáze výstavby, je nutné definovat všechny nosné prvky, předpínací výztuž, okrajové podmínky, zatěžovací stavy atd., které se budou v konstrukci vyskytovat. Tyto prvky jsou pak postupně začleněny do konstrukce v příslušných fázích. V případě změny okrajových podmínek nebo odebrání některého z prvků, jsou vnitřní síly a odpovídající reakce automaticky přidány k zatížení, které působí na

konstrukci. Odezva (výsledky) přírůstku namáhání v každé z fází výstavby (výstavby nebo provozu) je uložena do samostatného zatěžovacího stavu, a také samostatně pro účinek stálého přírůstku namáhání, předpětí a reologických vlivů. Celkový účinek zatížení (vnitřní síly, posuny, napětí) v dané konstrukční fázi jsou získány jako kombinace příslušných zatěžovacích stavů působících na konstrukci během trvání dané fáze. Zatěžovací stavy představující vnášená proměnlivá zatížení můžou být k této kombinaci přidány.

Obsaženo v E

Požadované moduly: For esas.27: esas.00. For esas.28 and esas.38: esas.27.

Výpočty

Moduly Fáze výstavby, Předpětí a Časově závislý výpočet (Time Dependent Analysis) jsou užitečné nástroje pro statické výpočty hybridních systémů, které jsou nově zahrnuty do systému Scia Engineer.

Hlavní funkce ► Přesné modelování postupu výstavby -

včetně nadbetonávek průřezů, postupného zatěžování nebo předpínání, přidávání a odebírání prvků, podpor atd ► Napětí mezi betony různého stáří (dvěma částmi průřezu); změny modulu pružnosti..

esas.27 / esas.28 / esas.38

53

Výpočty

Časově závislý výpočet (TDA)

Modul TDA („Time Dependant Analysis”) provádí analýzu časově závislých vlastností betonu (růst pevnosti, smrštění, dotvarování) a předpínací výztuže (relaxace). Výpočet lze provádět pouze na rovinných rámech. V praxi se modul TDA obvykle používá spolu s moduly pro analýzu fází výstavby a pro výpočet předpjatých konstrukcí. V tomto typu výpočtu lze použít i modul na obecný průřez. Všechny zmíněné moduly byly vyvinuty pro potřeby analýzy předpjatých betonových a kompozitních konstrukcí s ohledem na postupnou výstavbu, změny okrajových podmínek a reologické vlastnosti betonu. Moduly umožňují provádět statické výpočty konstrukcí z předpjatého betonu, spřažených prvků, postupně montovaných nebo betonovaných nosných prvků, postupně vytvářených průřezů. Moduly rovněž umožňují postupné vkládání zatížení a předpětí a odstraňování dočasných prvků konstrukce. Lze modelovat speciální technologie výstavby, jako je metoda letmé montáže a letmé betonáže, technologie vysouvání konstrukce, zavěšené konstrukce, zmonolitnění prostých

nosníků ve spojité včetně následné betonáže spřažené desky nebo postupná výstavba vícepatrových rámů. Pro všechny tyto situace modul TDA spočítá průběh smršťování, dotvarování a relaxace betonu a případně i ztráty předpětí.

Hlavní funkce ► Přesné modelování konstrukčního procesu. ► Modul je použitelný pouze pro rovinné

rámové konstrukce.

► Nejvhodnějším použitím modulu je výpočet

54

Několik praktických příkladů použití modulu TDA: • Wisconsin Avenue Viaduct v Milwaukee, Wisconsin, USA, zpracoval CH2M Hill, Milwaukee, Wisconsin ve spolupráci s Charles Redfield a Prof. Jiří Stráský. • Prefabrikovaná segmentová konstrukce s vyměnitelnou mostovkou mostu v Plzni. Strásky, Hustý a partneři, Brno. • Postupně předpínané nosníky betonové monolitické konstrukce haly Sazka Aréna Praha, PPP Pardubice.

předpjatých a spřažených konstrukcí s vlivem postupné betonáže, fázového zatěžování, případně předpínání.

esas.20

Obsaženo v E


Posouzení ocelové pruty EC3 - EN 1993

Ocel EC – EN 1993 je dimenzační modul pro komplexní posudek a návrh ocelových prutových konstrukcí. Modul je plně integrován do programu Scia Engineer pro analýzu konstrukcí. Jde o interaktivní grafický nástroj pro automatické pevnostní a stabilitní posudky ocelových konstrukcí s uvažováním vlivu vzpěru celistvých i členěných prutů, klopení, interakce namáhání atd. dle EC 3 – EN 1993.

Dimenzování oceli

Návrh a posudek ocelových prutů využívá grafického prostředí programu Scia Engineer. Části konstrukce, které uživatel požaduje posoudit, navrhnout či optimalizovat je možné vybírat myší, podle typu průřezu, podle vrstev nebo dalšími standardními postupy. Funkce, jako jsou aktivita prvků konstrukce, jednoduché natáčení obrazu okolo středu vybrané části konstrukce nebo přiblížení a oddálení pohledu na konstrukci, zjednodušují práci se složitými a rozsáhlými konstrukcemi a činí tak práci s dimenzačním modulem velmi efektivní.

Práce s Posudkem oceli Snadno lze také získat informace o posudku jednotlivého prutu. V grafické části dialogu je v procentech znázorněn průběh využití průřezu po délce prutu a typ použitého průřezu. V textovém okně jsou vypsány základní vstupní parametry a výsledky pevnostního a stabilitního posudku nebo volitelně příslušné vnitřní síly na prutu. Automatická optimalizace průřezu (Autodesign) značně usnadňuje práci s nalezením vhodného profilu pro daný prvek nebo skupinu prvků. Uživatel zvolí typ profilu a maximální jednotkový posudek (optimalizace je vždy prováděna pro skupinu prutů, které mají přiřazený jeden profil z knihovny), program pak navrhne nejvhodnější nalezený průřez, který vyhovuje maximálnímu zadanému jednotkovému posudku pro dané pruty. Optimalizaci je možné aplikovat na libovolný standardní průřez z knihovny nebo na parametrické průřezy. U parametrických průřezů lze zvolit ketrý parametr bude předmětem optimalizace (výška, šířka, tloušťka stojiny nebo příruby atd.). Barevná grafická reprezentace výsledků posouzení konstrukce ve 3D dává uživateli okamžitý přehled o předimenzovaných či nevyhovujících částech konstrukce. Je také možné nastavit výpis hodnot ve vybraných pozicích na prutech: ve všech řezech, v lokálním extrémech na prutech, v uživatelem definovaných řezech, v extrému na prvku, v gloObsaženo v C P E


Hlavní funkce ► Posudek je plně integrován do grafického

prostředí programu.

► Grafické zadání potřebných dat a výstupy

jsou dostupné v grafické i textové podobě.

► Zatřídění průřezů, pevnostní i stabilitní

posudek, klopení.

55 esasd.01.01

Posouzení ocelové pruty EC3 - EN 1993

bálním extrému na konstrukci. Úroveň podrobnosti číselného výstupu výsledků si může uživatel zvolit ze tří možností: • stručný posudek – je vypsána pouze hodnota jednotkového posudku pro prut, • normální posudek – půl stránky se základními údaji o posouzení prutu, • podrobný posudek – dvě a více stran posouzení pro prut, včetně vzorců.

Dimenzování oceli

Integrace posudku do systému Modul posudku ocelových prutů automaticky převezme ze základního systému Scia Engineer veškeré nutné informace pro posudky: tvary průřezů, způsob uložení konců prutů, hodnoty vnitřních sil, atd. Změny provedené v dimenzačním modulu se okamžitě projeví v konstrukci (například změna průřezu po optimalizaci) konstrukci je tak možné bez dalších zásahů přepočítat s novými parametry.

Vstupní parametry Všechny důležité součinitele a parametry jsou pro normové posudky automaticky nastaveny programem a jsou editovatelné uživatelem. • Základní data: nastavení dílčích součinitelů spolehlivosti pro únosnost, volba elastického nebo plastického posudku, možnost posudku jen na pevnost nebo jen na stabilitu; • Údaje o klopení (LTB): zadání vzpěrné délky pro klopení, zadání polohy působení zatížení na prutu (střed, nahoře, dole), součinitel efektivní délky k a kw, výztuhy horní a dolní pásnice; • Údaje o vzpěru: automatické / uživatelské zadání systémových délek prutů odděleně pro směry Ly, Lz, Lyz a Lltb, automatické nastavení typu posuvnosti styčníků pro výpočet vzpěrných délek, programem vypočtené součinitele vzpěru ky a kz (pro vybočení rovinným vzpěrem), zadání součinitelů vzpěru ky, kz a kyz (pro vybočení prostorovým vzpěrem); • Ostatní možnosti: výztuhy proti boulení, diafragmata, možnost zadání neaktivní části prutu, která není posuzována uvážení vlivu náběhů či vnějšího vyztužení.

Posudky

56

Typy posudků: pevnostní posudek (normálové a smykové napětí) rovinný vzpěr k osám yy a zz, prostorový vzpěr, dílčí vzpěr členěných prutů, klopení, kombinovaný posudek tah + ohyb, tlak (vzpěr) + ohyb, tlak (vzpěr) + ohyb (klopení). Součinitele vzpěru se počítají pro každý prut v závislosti na zvoleném systému posuvnosti

esasd.01.01

styčníků (Woodova metoda). Zvláštní vzorce jsou použity pro výpočet vzpěrné délky křížících se diagonál (DIN 18800, část 2, tabulka 15). Kritický moment pro klopení Mcr se počítá na základě pravidel stanovených v EC3 – ENV 1993 příloha F (esasd.14). Prutové prvky se posuzují podle pravidel daných v: „Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro budovy EN 1993- 1-1: 2005“. Průřezy se zatřiďují podle tabulky 5. 2 výše uvedené normy, zahrnuty jsou všechny třídy průřezů. Pro průřezy třídy 4 (štíhlé průřezy) je spočten efektivní průřez v každém mezilehlém bodě dle EN 1993-1-5:2003, Kap. 4.4. Posouzení napjatosti se provádí podle článku 6.2: průřez je posouzen na tah (čl. 6.2.3), tlak (čl. 6.2.4), smyk (čl. 6.2.6), kroucení (čl. 6.2.7) a kombinaci ohybu, smyku a osové síly (čl. 6.2.8, 6.2.9 a 6. 2. 10). Posouzení stability se provádí podle článku 6.3.: prut je posouzen na vzpěr (čl. 6.3.1.), klopení (čl. 6.3.2.) a kombinaci ohybu a osového tlaku (čl. 6.3.3.). Boulení se posuzuje dle EN 1993- 1-5:2006,

Kap. 5. Pro i profily, U profily a profily tvarované za studena se uvažuje klopení. Rovněž jse u nich provádí posudek na kritickou štíhlost a krouticí moment.

Podporované průřezy Posudek ocelových prutů je možné provádět pro následující typy průřezů: symetrické a nesymetrické i profily, obdélníkové trubky, kruhové trubky, úhelníky, U profily, T profily, obdélníky, kruhové tyče, všechny složené průřezy implementované v programu Scia Engineer, náběhy, i profily s proměnnou výškou, tenkostěnné profily z jednoho kusu plechu, geometrické obrazce, číselné průřezy zadané průřezovými charakteristikami a obecné průřezy.

Národní aplikační dokumenty (esa.00) V programu Scia Engineer je podporováno použití Národních aplikačních dokumentů, s možností nastavení vlastního výběru zadaných hodnot.

Posouzení ocelové pruty ČSN 731401

S tímto modulem se dostává inženýrům do rukou interaktivní grafický nástroj pro automatické pevnostní a stabilitní posudky ocelových konstrukcí podle ČSN 73 1401 s uvažováním vlivu vzpěru celistvých i členěných prutů, klopení, interakce namáhání atd.

Práce s posudky Návrh a posudek ocelových prutů využívá grafického prostředí programu Scia Engineer. Části konstrukce, které uživatel požaduje posoudit, navrhnout či optimalizovat, je možné vybírat myší, podle typu průřezu, podle vrstev nebo dalšími standardními postupy. Funkce, jako jsou aktivita prvků konstrukce, jednoduché natáčení obrazu okolo středu vybrané části konstrukce nebo přiblížení a oddálení pohledu na konstrukci zjednodušují práci se složitějšími konstrukcemi. Uživatel si může vybrat ze široké škály způsobů zobrazení výsledků s různými úrovněmi podrobností informací o posudcích. Existují 3 základní možnosti posudku: • Rychlý posudek - grafické znázornění procenta využití na vybraných prutech nebo na celé konstrukci. Tento způsob zobrazení dává rychlý přehled o využití konstrukce; • Jednotkový posudek - umožňuje podrobnější analýzu vybraného prutu; • Protokol o posudku - nejpodrobnější informace , lze ho obdržet formou tabulkových a textových výstupů do dokumentu nebo do náhledového okna.

Optimalizace průřezu Posudky prutů jsou vhodně doplněny funkcí pro automatický návrh optimalizaci válcovaných Obsaženo v C P E


i svařovaných průřezů, která výraznou měrou zvyšuje produktivitu práce statika. Uživatel zadá požadované procento využití a typ průřezu a program vyhledá optimální rozměry průřezu. U parametrizovaných obecných průřezů zadává uživatel parametr průřezu, který se bude v průběhu optimalizace měnit.

Integrace posudku do systému Modul posudku ocelových prutů automaticky převezme ze základního systému Scia Engineer veškeré nutné informace pro posudky: tvary průřezů, způsob uložení konců prutů, hodnoty vnitřních sil, atd. Změny provedené v dimenzačním modulu se okamžitě projeví v konstrukci (například změna průřezu po optimalizaci) i konstrukci je tak možné bez dalších zásahů přepočítat s novými parametry. Dimenzační modul využívá standardních možností výstupů (dokument, náhledové okno, galerii obrázků atd.)

Vstupní parametry Všechny důležité součinitele a parametry jsou pro normové posudky programem automaticky nastaveny a jsou editovatelné uživatelem: • Základní data: nastavení dílčích součinitelů spolehlivosti pro únosnost, volba elastického nebo plastického posudku, možnost posudku jen na pevnost nebo jen na stabilitu; • Údaje o vzpěru: automatické / uživatelské zadání systémových délek prutů odděleně pro směry Ly, Lz, Lyz a Lltb, automatické nastavení typu posuvnosti styčníků pro výpočet vzpěrných délek, programem vypočtené součinitele vzpěru ky a kz (pro vybočení rovinným

vzpěrem), zadání součinitelů vzpěru ky, kz a kyz (pro vybočení prostorovým vzpěrem).; • Údaje o klopení (LTB): vzpěrné délky pro klopení, zadání polohy působení zatížení na prutu (střed, nahoře, dole), součinitel efektivní délky k a kw, výztuhy horní a dolní pásnice. ; • Ostatní možnosti: výztuhy proti boulení, diafragmata, možnost zadání neaktivní části prutu, která není posuzována, uvážení vlivu náběhů či vnějšího vyztužení.

Dimenzování oceli

Ocel ČSN (esasd.01.07) je modul pro komplexní posudek a návrh ocelových prutových konstrukcí. Modul je plně integrován do programu Scia Engineer pro analýzu konstrukcí.

Posudky Pro všechny průřezy se provádí automatická klasifikace. Pro průřezy I, U, RHS (čtvercová trubka) a CHS (kruhové trubky) se provádí posouzení se zohledněním plasticity (podle třídy 1, 2). Pro ostatní průřezy se provádí posouzení podle průřezů třídy 3. Typy posudků: • Pevnostní posudek (normálové a smykové napětí); • Rovinný vzpěr k osám yy a zz, prostorový vzpěr, dílčí vzpěr členěných prutů, klopení; • Kombinovaný posudek tah+ohyb, tlak (vzpěr)+ohyb, tlak (vzpěr)+ohyb (klopení)

Hlavní funkce ► Posudek je plně integrován do grafického

prostředí programu.

► Grafické zadání potřebných dat a výstupy

jsou dostupné v grafické i textové podobě.

► Zatřídění průřezů, pevnostní i stabilitní

posudek, klopení.

57 esasd.01.07

Posouzení ocelové pruty ČSN 731401

Dimenzování oceli

Rychlý posudek Tento typ posudku ocelových prutů slouží k získání okamžitého přehledu o využití jednotlivých částí konstrukce. Lze zobrazit celkové procento využití prutu a dále dílčí posudky na únosnost a stabilitu prutu. K vybraným prutům jsou vykreslovány grafy znázorňující využití v jednotlivých řezech prutu. Barevné znázornění dává jasný přehled o poddimenzovaných či naopak o nevyužitých částech konstrukce. Způsob použití Rychlého posudku je shodný s vykreslováním ostatních výsledků v programu Scia Engineer (vnitřních sil, deformací, napětí…).

Posudek prutu Informace o posudku prutu jsou shrnuty v přehledném dialogu, který je složen ze dvou částí. V grafické části je znázorněno procento využití průřezu podél prutu a typ použitého průřezu. V textovém okně jsou vypsány základní vstupní parametry a výsledky pevnostního a stabilitního posudku.

Podporované průřezy Posudek ocelových prutů je možné provádět pro následující typy průřezů: symetrické a nesymetrické i profily, obdélníkové trubky, kruhové trubky, U a T profily. úhelníky, obdélníkové a kruhové tyče, všechny složené průřezy implementované ve Scia Engineer, průřezy s náběhy, i profily s proměnnou výškou, tenkostěnné profily z jednoho kusu plechu, geometrické obrazce, číselné průřezy zadané průřezovými charakteristikami, obecné průřezy.

58 esasd.01.07

Posouzení požární odolnosti ocelových prutů EN 1993-1-2

Modul Požární odolnost ocelových konstrukcí podle EN 1993– 1-2 umožňuje uživateli kompletní návrh a posudek ocelových konstrukcí na účinky požáru. Program je plně integrován do grafického prostředí Scia Engineer. S tímto modulem má statik k dispozici interaktivní, grafický nástroj pro automatické posudky napětí a stability (vzpěr, klopení) podle norem EN 1993-1-2 a ECCS N 111. Posudky jsou prováděny jako pevnostní nebo v závislosti na teplotní/časové oblasti.

Práce s Požární odolností EC3

Dimenzování oceli

Návrh a posudek ocelových profilů na požární odolnost je v programu implementována obdobně jako standardní ocelářský posudek. K posouzení požární odolnosti se přistupuje zpravidla po dokončení a vyladění konstrukce a po provedených pevnostních posudcích. Modul umožňuje rozdělení jednotlivých částí konstrukce na oblasti s různým vlivem požáru pomocí přiřazených dat prvku obsahujích vždy informaci o případné ochraně obkladem nebo nátěrem a příslušnou křivku vyjadřující průběh požáru. Zadání teplotních charakteristik požáru se uskutečňuje v několika úrovních. V nastavení posudků oceli je předvolen výchozí typ křivky požární odolnosti, který se použije pokud není zvolena konkrétní hodnota pro daný prvek. Pro každý konkrétní prvek lze zadat jinou křivku požární odolnosti.

Nastavení požární odolnosti: Hodnoty všech důležitých faktorů a koeficientů pro požární odolnost jsou přednastaveny programem a uživatel je může podle potřeby přizpůsobit: • Výběr teplotní křivky: • Normová křivka ISO 834 (standardní křivka); • Křivka otevřeného požáru (pro konstrukce které nejsou uzavřeny – dochází k volnému proudění vzduchu); • Uhlovodíková křivka (konstrukce v hořlavém prostředí – rychlý nárůst teploty); • Křivka pomalého zahřívání (uzavřené prostory, kde požár vlivem nedostatku vzduchu probíhá velmi pomalu). • Součinitel přestupu tepla prouděním. • Typ výpočtu: požární návrh může být proveden v oblasti pevnosti nebo v teplotní/časové oblasti. Posouzení požární situace může být provedeno Obsaženo v P E

Požadované moduly: esasd.01.01.

podle EN 1993-1-2 nebo podle ECCS N 111 (Model Code on Fire Engineering). • Dílčí součinitel spolehlivosti pro požární odolnost. • Data pro požární odolnost: jsou zadány vlastnosti požární odolnosti prutu. Je vybrána časová odolnost (např. RF 90) a vlastnosti izolace (materiál a zapouzdření) • Izolační materiály jsou vybrány z knihovny izolací. Knihovna izolací ve svém výchozím nastavení obsahuje nejběžnější izolační materiály (ochrana obložením, ochrana nástřikem, bobtnající povlak). Spolu s údaji o požární odolnosti zůstává k dispozici následující standardní nastavení pro posudek oceli: Základní data EC3 (bezpečnostní faktory, požadované posudky…). • Data o vzpěru: vzpěrné délky, systém posuvnosti (s nebo bez výztuh). • Data klopení: délka klopení, pozice zatížení (Stabilizující, Destabilizující, Normál), efektivní

Hlavní funkce ► Plná integrace s grafickým prostředím. ► Vnořená knihovna izolací.

► Modul lze použít v kombinaci s výpočtem

podle 1. i 2 řádu.

► Výstižný a přehledný dokument.

► Pořární odolnost podle nového Eurokódu 3

(EN 1993 - verze 2005).

esasd.05.01

59

Posouzení požární odolnosti ocelových prutů EN 1993-1-2

délkové faktory k a kw, výztuhy na klopení na horní a dolní přírubě… • Výztuhy na boulení. • Příčné výztuhy

Posudek

Dimenzování oceli

Pro každý prut je provedena klasifikace průřezů, posudek v řezu a stabilitní posudek. Jsou vykonány následující posudky: Eurokód 1993-1-2: • Klasifikace průřezu: článek 4.2.2. • Únosnost prvků na tah: článek 4.2.3.1. • Únosnost prvků na tlak (třída 1,2 nebo 3): článek 4.2.3.2. • Únosnost nosníků (třída 1,2): článek 4.2.3.3. • Únosnost nosníků (třída 3): článek 4.2.3.4. • Únosnost prvků (třída 1,2,3) vystavených ohybu a tlaku: článek 4.2.3.5. • Kritická teplota: článek 4.2.4. ECCS Model Code on Fire Engineering: • Únosnost prvků na tah: článek III.5.2. • Únosnost prvků na tlak (třída 1,2 nebo 3): článek III.5.3. • Únosnost nosníků (třída 1,2): článek III.5.4. • Únosnost nosníků (třída 3): článek III.5.5. • Únosnost pro prvky (třída 1,2,3) vystavených ohybu a tlaku: článek III.5.6. • Únosnost prvků (třída 4): článek III.5.7. • Kritická teplota: článek III.5.8.

Podporované průřezy Jsou posuzovány následující průřezy: • Symetrické a nesymetrické I-průřezy. • Obdélníková a kruhová trubka. • Úhelníkový průřez. • U-průřez. • T-průřez. • Obdélníkový a kruhový průřez. • Všechny průřezy z IDA Nexis • Náběhy. • I-průřez s proměnnou výškou. • Průřezy tvarované za studena. • Číselné průřezy.

Požadované moduly Je požadován následující modul: Posouzení ocel (EC3) (esasd.01.01).

60 esasd.05.01

Lešení - posouzení podle prEN 12811-1

Modul posudek lešení umožňuje provést speciální posudky pro trubkové konstrukce lešení. Je umožněno zadání počátečních deformací konstrukce lešení. Posudek je doplněn o pevnostní posudek podle (DIN 4420 část 1) a posudky pro přípoje a spojky lešení podle prEN 12811-1.

Rozšíření ocelářského posudku podle EN o posudek lešení prEN 12811-1

Dimenzování oceli

Ocelářský posudek podle EN byl rozšířen o vybrané části pro návrh konstrukcí lešení. Posudek je doplněn o následující: • Posudek trubkových prvků (článek 10.3.3.2; interakční výpočet); • Posouzení nánožek podle Eurokódu (Posudek mezního momentu (Mu) v závislosti na osové síle pro vybraný rám); • Posouzení nelineárních kloubů v připojovacích uzlech mezi rámy s podélníky, rámy se ztužením diagonálami a mezi jednotlivými nosníky. Nelineární klouby jsou vybrány z předdefinované knihovny ve Scia Engineer; • Posudek únosnosti konstrukce na návrhové stavy (Příloha C ke EN12811-1) a kombinace návrhových stavů (článek 10.3.3.5; vztah 10 a 11) pro spojky z uživatelské knihovny. Tato knihovna obsahuje následující položky: • Pravoúhlá spojka; • Prodlužovací spojka; • Otočná spojka; • Paralelní spojka.

Model lešení je navržen v programu Scia Engineer a následně přenesen do CAD programu k vytvoření podrobné výkresové dokumentace.

Stanovení systémových a vzpěrných délek pro sloupy za uzlem s pružným kloubovým spojením V typických projektech s konstrukcemi lešení se sloupy jednotlivých rámů považují za průběžné. Nicméně v určitých případech jsou jednotlivé rámy spojeny pružným spojením (spojkami) pružný kloub. To znamená, že systémová délka jednotlivých sloupů rámu by měla sahat až za tento kloub. V předchozích verzích programu Scia Engineer byla systémová délka v uzlu automaticky ukončena pokud spojovací uzel obsahoval kloub ať už volný nebo pružný. Ve Scia Engineer je stanovení systémových a vzpěrných délek za flexibilním kloubem jiné než u standardních řešení, kde systémové a vzpěrné délky jsou ukončeny v místech pružných kloubů. Pokud je v projektu zatržena funcionalita Lešení pak je při stanovení vzpěrných délek ignorován pružný kloub a vzpěrná délka pokračuje dále za tento kloub.

Hlavní funkce ► Modul je plně integrován do grafického

prostředí programu

► Posudek jednotlivých částí lešení.

► Poloautomatické stanovení vzpěrných délek

konstrukce lešení.


61 esasd.13.01

62

Prolamované nosníky

Tento modul slouží k navrhování prolamovaných nosníků podle Eurokódu. Při modelování je využito grafického rozhraní Scia Engineer, které výrazně usnadňuje zadávání. Je nutné, aby uživatel měl potřebné znalosti v oblasti navrhování ocelových konstrukcí. Pro výpočet prolamovaných nosníků je ve Scia Engineer zabudován výpočetní modul pro prolamované nosníky firmy ArcelorMittal ACB.

Knihovna průřezů ve Scia Engineer obsahuje typy průřezů vyráběné firmou ArcelorMittal. V předdefinovaných řezech, v různých místech otvorů po délce každého prutu jsou spočteny vnitřní síly, které jsou použity pro posudky prolamovaných nosníků prostřednictvím výpočetního modulu ArcelorMittal.

Základní vlastnosti Posudky mezního stavu únosnosti jsou provedeny podle principů Eurokódu 3 ( Navrhování ocelových konstrukcí - příloha N: Otvory. ENV 1993-1-1: 1992/A2.) V mezním stavu použitelnosti program zjišťuje maximální průhyb nosníku pro každou uživatelem definovanou kombinaci. Je na uživateli samotném rozhodnout, zda vypočtené hodnoty průhybů splňují návrhová kritéria nebo musí být použito nadvýšení nosníku. Před zahájením detailního výpočtu program provádí předběžné výpočty průřezu bez vlivu oslabení zadanými otvory. Pokud je v průběhu návrhu některá hodnota překročena, upozorní program uživatele zobrazením varovné zprávy. Na základě obsahu zprávy uživatel opraví dimenze průřezu.

Zadání otvorů Pro zadání jsou následující parametry otvorů: • Průměr otvoru; • Vzdálenost mezi středy jednotlivých otvorů, nebo šířka středního sloupku; • Levá a pravá pozice koncového pilíře. Tyto hodnoty se musí shodovat s geometrickými parametry základního profilu a výsledkem procesu vypalování otvorů a následným svařováním. Rozměry výsledného prolamovaného nosníku


Dimenzování oceli

Nosníky lze použít v libovolné prostorové konstrukci, předpokládá se, že nosníky působí v konstrukci jako prostě podepřené. Nosníky jsou vyrobeny z I-profilů válcovaných za tepla s provedenými kruhovými otvory. Horní a dolní pás mohou mít rozdílný profil nebo mohou být z různých druhů oceli.

jsou určeny následujícími vlastnostmi původního průřezu: • Výška; • Tloušťka příruby; • Zaoblení přechodu příruby na stojinu. Pro usnadnění zadávání a eliminaci chyb ve vstupních údajích jsou v databázích průřezů obsaženy předdefinované profily ArcelorMittal. Počet otvorů stejně jako výsledná výška nosníku mohou být libovolně definovány uživatelem.

Mezní stavy únosnosti Pro každou kombinaci provede program posudek mezního stavu únosnosti v místě plného průřezu (mezi otvory), průřezu v místech otvorů a posudek průřezu na kroucení. Jsou provedeny následující druhy posudků: • Únosnost průřezu v místě plného průřezu s uvážením třídy průřezu; • Vzpěr s ohybem v místě plného průřezu; • Únosnost průřezu v místě otvorů; • Klopení nosníku; • Boulení stěny; • Únosnost podélného svaru ve smyku.

Hlavní funkce ► Prolamované nosníky jsou integrovány do

programu Scia Engineer pro komplexní analýzu konstrukce. ► Vyvinuto ve spolupráci s vývojovým střediskem ArcelorMittal. ► Rychlý přehled prvků, které nevyhovují posudku. ► Knihovna programu obsahuje profily Arcelor Mittal.

esasd.12.01

63

Dimenzování oceli

Návrh ocelových profilů tvarovaných za studena podle EN1993-1-3

Ocelové prvky tvarované za studena se vyrábějí z ocelového plechu konstrukční kvality a do výsledného tvaru se formují buď lisováním z polotovarů tažených z plechů či svitků, nebo častěji postupným válcováním oceli s použitím několika forem. K formování tvarů není nutná vysoká teplota (na rozdíl od ocelových dílců válcovaných za tepla), odtud název „tvarování za studena“. Ocelové pruty a další výrobky tvarované za studena jsou tenčí, lehčí, obvykle levnější a jejich výroba je jednodušší než odpovídající produkty válcované za tepla. K dispozici je široká škála různých tlouštěk oceli, které vyhovují v různých konstrukčních i jiných oblastech použití. Modul návrhu ocelových profilů podle EN19931-3:2006 pro návrh ocelových prvků tvarovaných za studena je integrován se stávajícím návrhem ocelových prvků podle evropské normy Eurocode a tvoří rozšíření standardní normy pro ocelové průřezy (esasd.01.01). Tento modul pokrývá následující témata: • Určení počátečního tvaru, • Výpočet efektivních vlastností průřezu včetně lokálního a deformačního vzpěru, • Posudky MSÚ,

Hlavní funkce ► Plně integrovaný posudek za studena tváře-

ných ocelových profilů dle EN 1993

► Podrobný výpočet efektivního tvaru průřezu

svčetně lokálního vzpěru

► Posudky únosnosti a stability

► Posudek vaznic: např. definice geometrie

64

volné pásnice, stanovení ekvivalentního příčného zatížení, stanovení příčného ohybového momentu. ► Posudky prutů s promennými průřezy ► Implementace poslední verze EN 1993-13:2006 (včetně změn provedených v roce 2009).

esasd.15.01

• Speciální požadavky u vaznic vyztužených oplechováním.

Podporované typy průřezů Při generování počátečního tvaru a efektivního průřezu jsou podporovány následující typy průřezů: • Průřezy ze standardní knihovny profilů, • Dvojice za studena tvarovaných profilů, • Obecné tenkostěnné průřezy, • Obecné průřezy s tenkostěnnou reprezentací, • Tenkostěnné geometrické profily, • Všechny ostatní průřezy, které podporují střednici a neobsahují zaoblení. Pomocí editoru obecných průřezů lze zakreslit uživatelem definované průřezy pomocí integrovaných kreslicích nástrojů nebo importovat průřezy ze souborů dxf a dwg. Je podporována průměrná mez kluzu ve smyslu implementace EN 1993-1-3. Tuto možnost lze upravit, je-li typ výroby nastaven na tvarování za studena. Výběr z možností „Tvarování za stu-

dena“ a „Jiná metoda“ mění součinitel k, jak je popsáno v normě EN. V návrhu je použita tloušťka ocelového jádra (bez potahu), nikoli celková tloušťka průřezu. Uživatel zadá tloušťku kovového potahu a poté je vypočtena a zobrazena „střední tloušťka“.

Určení počátečního tvaru Je-li průřez tvarovaný za studena vybrán ze standardní knihovny nebo importován pomocí nástroje pro obecné průřezy, proběhne automaticky výpočet počátečního tvaru průřezu a jeho rozdělení na několik částí s vizualizací výsledku. Během tohoto procesu dojde k automatickému přidružení podporovaných typů prvků (I – vnitřní prvek, F – pevný prvek (není vyžadována žádná redukce), SO – symetrický vyčnívající prvek, UO – nesymetrický vyčnívající prvek, typy výztuže – RUO). Tyto prvky jsou nastaveny mezi zaobleními, v případech bez zaoblení pak mezi body křížení střednic. Uživatel si může vygenerovaný počáteční tvar prohlédnout a změnit jej. Obsaženo v P E


Návrh ocelových profilů tvarovaných za studena podle EN1993-1-3

Dimenzování oceli

U počátečních tvarů lze před použitím v modelu ručně posoudit tlak a ohyb podle obou lokálních os.

Efektivní tvar U počátečních tvarů jsou v programu Scia Engineer určeny prvky mezi zaobleními. Pro výpočet efektivní šířky se však používá náhradní šířka. Tento postup je stanoven normou EN 19931-3, čl. 5.1 a obr. 5.1 na str. 19. Efektivní šířka založená na náhradní šířce je znovu přepočtena s cílem určit efektivní šířku prvku v programu Scia Engineer. U definice namáhání v tlaku a ohybu norma nevyžaduje použití iterací, iterací výztuhy a obecných iterací průřezu, v produktu Scia Engineer je však lze volitelně aktivovat v nastavení oceli. Efektivní šířka vnitřních tlakových prvků a vyčnívajících tlakových prvků se počítá podle EN 1993-1-5, čl. 4.4. Postup stanovení efektivní šířky/tloušťky rovinných prvků s vyztuženými okraji je dán normou EN 1993-1-3, čl. 5.5.3.2 a 5.5.3.1. Postup určení efektivní šířky/tloušťky prvků s vyztuženým středem stanoví norma EN 1993-1-3, čl. 5.5.3.3 a 5.5.3.1. Získané efektivní průřezy lze zobrazit graficky.

Posudky únosnosti a stability Lze spustit obecný posudek ocelové konstrukce programu Scia Engineer včetně funkcí optimali-

zace a samostatného posudku. Pro ocelový prvek lze zadat další informace určující okrajové podmínky: • Data prutu o vzpěru, • Vzpěry bránící klopení, • Výztuhy, • Příčné výztuhy. Příčné výztuhy se používají tak, jak jsou v současné době implementovány v programu Scia Engineer. Podporovány jsou také imperfekce prutu pro LTBII a parametry podle národního dodatku. Posudky únosnosti Na rozdíl od EN1993-1-1 neexistuje podle EN1993-1-3 žádná klasifikace pro průřezy tvarované za studena. Vzhledem k tomu, že posudky závisejí na efektivních vlastnostech vypočtených ve správci průřezů, nejsou posudky profilů tvarovaných za studena podle EN platné pro náběhy a pruty s proměnným průřezem ani pro prvky, které nemají počáteční tvar. V takových případech bude provedeno standardní posouzení podle EN 1993-1-1. Provádějí se následující posudky: osový tah, osový tlak, ohybový moment, smyková síla, krouticí moment, lokální příčné síly, kombinace tahu a ohybu, kombinace tlaku a ohybu, kombinace ohybu s osovou a smykovou silou, kombinace ohybu a lokální příčné síly.

Posudky stability Provádějí se následující posudky stability: rovinný vzpěr, torzní a torzně-rovinný vzpěr, klopení v příčném směru (provádí se plně v souladu s EN 1993-1-1; pro výpočet pružné kritické síly je použit algoritmus s rovnicí třetího řádu), ohyb a osový tlak, ohyb a osový tah, kombinovaný posudek ohybu a tahu. U výpočtu ohybu a osového tlaku připouští norma EN 1993-1-3 dvě možnosti a uživatel si tedy může vybrat: • Interakce EN 1993-1-1 podle článku 6.3.3 (průřezy tvarované za studena jsou posuzovány jako prvky třídy 3 nebo 4), • Alternativní metoda podle EN 1993-1-3, článek 6.2.5(2). Návrh vaznic Pro průřezy splňující všechny požadavky kapitoly 10 jsou prováděny redukované výchozí posudky. To znamená, že nebudou provedena všechna výchozí posouzení a že budou provedena speciální posouzení vaznic podle kapitoly 10 (příčná výztuha na tlačené straně, příčná výztuha na tažené straně, definice geometrie volné pásnice, stanovení ekvivalentního příčného zatížení, stanovení příčného ohybového momentu, stanovení vzdálenosti mezi protiprůvěsnými vložkami, stanovení tuhosti příčných pružin, vzpěrná únosnost volné pásnice).

esasd.15.01

65

Dimenzování oceli

Přípoje ocelových prutů EC3

Scia Engineer modul Přípoje je interaktivní a grafický nástroj pro navrhování šroubovaných a svařovaných přípojů dle předpisů uvedených v Eurokódu 3.

zatěžovací stav nebo kombinaci. Také se sestaví seznam částí, které určují únosnost přípoje. Uživatel může případně upravit odpovídající část přípoje.

Návrh a úprava přípojů

Do výpočtu se automaticky zahrnuje tuhost přípoje, a to jako tuhost lineární nebo nelineární pružiny. Skutečný přípoj se lze představit jako připojení pružinou zadané v místě průsečíku těžištních os připojovaných prvků (přiblížení ke skutečnému chování přípoje).

Grafické prostředí programu Scia Engineer umožňuje vytvoření konstrukčního modelu pro navrhování přípojů. Pomocí kliknutí myši určí uživatel uzly, které mají být posouzeny. Do přehledného dialogového okna současně zadá údaje o přípoji, které se týkají prvků přípoje jako jsou náběhy, výztuhy, úhelníky a šrouby. Otevřená knihovna, která slouží pro výběr šroubů a kotev, zároveň zobrazuje všechny prvky přípoje. Uživatel může snadno zadávat a upravovat všechny důležité parametry a součinitele pro posouzení, včetně následujících: • Součinitele bezpečnosti; • Geometrických parametrů jednotlivých částí přípoje; • Polohy šroubů a stanovených limitních hodnot pro jejich rozmístění, minimální velikosti svarů; • Součinitele prokluzu a součinitele pro moment předpjatých šroubů; • Přenosu sil z uzlu do místa přípoje; • Tvarů trojúhelníkových výztuh; • Betonu patky a údajů o kotvení. Po zpracování výpočtu se zobrazí velikost přípustných a skutečných sil v přípoji pro kritický

Dle Eurokódu 3 jsou tuhé a polotuhé přípoje charakterizovány momentovou únosností a tuhostí při natočení. V tomto modulu se po vybrání libovolného přípoje zobrazí jeho tuhost při natočení. Pracovní diagram spoje (závislost ohybového momentu na natočení – tzv. momentově-rotační charakteristika) pak umožňuje uživateli přípoj zatřídit: zda se jedná o kloubový, tuhý nebo polotuhý spoj. Program porovnává tuhost spoje s tuhostí použitou ve výpočetním modelu a varuje uživatele, jestliže je jejich rozdíl mimo přípustné meze. Pokud je totiž tuhost přípoje malá, měla by být zohledněna ve výpočetním modelu, aby byly správně spočteny vnitřní síly v konstrukci. Tento automatizovaný systém tedy umožňuje navrhovat jednodušší a levnější polotuhé spoje.

Kloubové přípoje Roštové kloubové přípoje jsou přípoje, které

Hlavní funkce ► Modul je plně integrován do grafického

prostředí.

► Jednoduchý návrh, rychlé vyhodnocení,

66

detailní výstupy, přehledné výkresy.

esasd.02

Obsaženo v P E


Přípoje ocelových prutů EC3

nepřenášejí žádný moment. Vyplývá to z konstrukčního uspořádání, mezi pásnicí nosníku a pásnicí sloupu se navrhuje nezera k zamezení jejich kontaktu. Je umožněn návrh následujících typů: • Deska přivařená nebo přišroubovaná ke stojině podepřeného nosníku a zároveň přivařená ke stojině podpírajícího nosníku; • Přípoj na úhelník přišroubovaný ke stojině podepřeného nosníku a přišroubovaný ke stojině podpírajícího nosníku; • Krátká čelní deska přivařená ke stojině podepřeného nosníku a přišroubovaná ke stojině podpírajícího nosníku;

Dimenzování oceli

Tuhé přípoje • Přípoje nosníku a sloupu: šroubované na čelní deku nebo svařované (rámový roh, kříž, jednoduché a dvojité T);

U nosníku (přípoj nosník-nosník a nosník-sloup) lze pracovat s následujícími typy průřezů: válcovaný i nosník, skládaný i průřez (vyrobený z plechu a T průřezu), svařovaný symetrický a nesymetrický i průřez (vyrobený ze tří plechů), i průřez s proměnnou výškou a válcovaný dutý průřez RHS (obdélníková trubka).

• Přípoje nosníků: přípoj na čelní deskou;

Nosníkové prvky se mohou namáhat ohybem jen kolem tuhé (hlavní) osy. Výběr průřezu sloupu je omezen na symetrické i průřezy (včetně prvků s proměnnou výškou) namáhané na hlavní osu a na symetrické i průřezy namáhané na měkkou (vedlejší) osu. Výpočet podporuje tato ztužení: • Náběh profilu nebo příruby; • Zesílení stojiny; • Čelní desky; • Trojúhelníková nebo obdélníková ztužení.

• Pata sloupu: šroubovaný přípoj.

Šroubovaná diagonála Jsou podporovány 2 typy přípojů: • Šroubovaný přípoj mezi styčníkovým plechem a diagonálou (úhelník, jekl, I-profil); • Šroubovaný přípoj mezi sloupem (úhelník, za studena tvářený) a diagonálou (úhelník, jekl, RHS, za studena tvářený).

Posouzení dle Eurokódu 3 Výpočet přípoje a jeho následné posouzení probíhá v souladu s normou: Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí, Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby, EN 1993-1-1: 2005 Pro výpočet mezních stavů přípoje se používají algoritmy a metody z výše uvedené normy. Pro výpočet únosnosti hlavních ocelových prvků se používají vzorce z příslušných národních norem (EC3, DIN 18800 T1 nebo BS 5950-1:2000). U ostatních norem (například NEN, CM, ÖNORM a ČSN), které nejsou programem podporovány, je jako výchozí norma pro výpočet a posouzení hlavních prvků nastaven Eurokód 3. U kloubových přípojů se posuzují rozhodující hodnoty smykových a normálových sil. Jsou uvažovány následující kritické stavy: • Stojina podepřeného a podpírajícího nosníku v tahu; • Stojina podepřeného a podpírajícího nosníku ve smyku • Deska, úhelník, čelní deska v tahu a ve smyku; • Šrouby v tahu, ve smyku a v otlačení.

67 esasd.02

Dimenzování oceli

Expertní systém přípojů

Expertní systém zavedený v programu Scia Engineer umožňuje uživateli využít všech dostupných poznatků pro nalezení optimálního řešení přípoje. Program předkládá užitečné návrhy přípojů, které jsou vybrány z příslušných tabulek běžných přípojů. Zkušení uživatelé pak ocení možnost ukládání vlastních údajů o přípojích a zautomatizovaný postup návrhu.

Návrh přípojů pomocí expertního systému Expertní systém programu Scia Engineer umí pracovat se všemi typy ocelových rámových přípojů – šroubovanými, svařovanými a kloubovými přípoji. Po vybrání uzlu prohledá expertní systém knihovnu šablon, aby nalezl vhodný přípoj. Následně program stanoví seznam vyhovujících přípojů a jejich jednotkových posudků (podíl skutečné vnitřní síly a dovolené vnitřní sily). Výběr nejvhodnějšího přípoje je proveden na základě několika hledisek – např. typu přípoje, jeho geometrie, průřezu a vlastností oceli. Na seznamu uvažovaných přípojů je pro každou položku uveden název přípoje, jednotkový posudek, třída šroubů a jméno zdroje. Na obrazovce je znázorněn nákres daného přípoje. U svařovaných a šroubovaných přípojů typu nos-

Hlavní funkce ► Úplné začlenění do hlavního grafického

do této databáze přidávat své vlastní šablony (tzv. uživatelem definované šablony). V databázi šablon jsou rovněž uložena geometrická data o přípoji, dále pak únosnost a tuhost daného uspořádání přípoje. Hodnoty únosnosti a tuhosti vycházejí z mezního stavu únosnosti přípoje.

V expertním systému je možné určit prioritu (1 až 5) jednotlivých přípojů v databázi šablon. Uvažované přípoje jsou pak seřazeny podle priorit, které představují uživatelské preference – např. upřednostnění stejného průměru šroubů v přípoji či naopak upřednostnění minimálního počtu šroubů v přípoji.

Předdefinované šablony

Uživatel může také ovlivnit způsob vyhledání v databázi, aby nalezené přípoje vyhovovaly jeho požadavkům. Podmínky pro vyhledávání mohou obsahovat následující omezení: • Nezohledňují se přípoje s nízkou prioritou; • Omezení hodnoty jednotkového posudku; • Vyloučení zvolených typů šroubů; • Určení zdrojů, odkud může být přípoj vybrán (viz dále); • Stanovení tolerance pro geometrické posudky, charakteristiky průřezů a vlastnosti ocelí. Po vybrání šablony se provede výpočet přípoje. Pokud jsou toleranční meze pro vyhledávání příliš velké (např. tolerance úhlu mezi sloupem a nosníkem), může vzniknout rozdíl mezi únosností uvedenou v databázi šablon a skutečnou únosností.

uživatelského rozhraní.

Knihovna šablon

definovanými šablonami, obsahující zároveň vypočtenou únosnost přípoje.

Uživatel má v databázi šablon přístup k velkému počtu předdefinovaných šablon. Zároveň může

► Knihovna s předdefinovanými i uživatelem

68

ník-sloup a nosník-nosník je jednotkový posudek založen na momentové únosnosti. U šroubovaných přípojů patní desky rozhoduje jednotkový posudek momentové únosnosti a únosnosti na normálovou sílu. U kloubových přípojů je pak jednotkový posudek založen na smykové únosnosti.

esasd.07

Předdefinované přípoje jsou uzamčeny a nemohou být upravovány. Zdrojem předdefinovaných šablon jsou následující tabulky: • Bemessungshilfen für proflorientiertes Konstruieren. • Bemessungshilfen für nachgiebige Stahlknoten mit Stirnplattenanschlüssen Uvedené tabulky popisují praktické řešení připojení. Program Scia Engineer pak obsahuje doplňující sadu předdefinovaných šablon včetně specifikace náběhů. Kvůli omezení počtu dat v databázi se předdefinované šablony týkají pouze vlastností nosníků, nikoli vlastností sloupů. Pokud ale např. tloušťka pásnice sloupu není dostatečná, program přidá výztuhy a vyztužující příložky pro pásnici sloupu do příslušných předdefinovaných šablon.

Uživatelem definované šablony Druhá část databáze se skládá z uživatelem definovaných přípojů, které vkládá (či naopak vymazává) sám uživatel. Tato data se vztahují jak na nosník, tak i na sloup. Programem vypočtené hodnoty pro přípoj se přidávají do expertního systému, jsou tedy zavedeny jako data únosnosti.

Obsaženo v P E

Požadované moduly: esasd.02, esasd.03.

Roštové kloubové přípoje

Scia Engineer modul Roštové přípoje je výkonný nástroj pro navrhování ocelových rámových přípojů - roštové kloubové přípoje podle Evropské normy.

Návrh a úprava roštových přípojů Grafické prostředí programu Scia Engineer umožňuje vytvoření konstrukčního modelu pro navrhování přípojů. Kliknutím uživatel určí uzly, které mají být posouzeny. Do přehledného dialogového okna současně zadá údaje o přípoji (přípoj na úhelník, čelní deska, výztuhy, šrouby, ořezy nosníku). Pro výběr jednotlivých prvků přípoje lze použít knihovnu programu.

• Součinitele bezpečnosti; • Geometrické parametry jednotlivých částí přípoje; • Polohy šroubů a stanovených limitních hodnot pro jejich rozmístění, minimální velikosti svarů; • Součinitele prokluzu a součinitele pro moment předpjatých šroubů; Po zpracování výpočtu se zobrazí velikost přípustných a skutečných sil v přípoji pro kritický zatěžovací stav/ kombinaci. Také se sestaví seznam částí, které určují únosnost přípoje, aby mohl uživatel přípoj případně upravit. Program vytváří podrobný protokol o výpočtu, který lze vytisknout nebo přidat do dokumentu projektu. Pomocí modulu “Detailní výkresy přípoje” (esadt.02) lze automaticky vygenerovat podrobné okótované výkresy pro všechny částí přípoje.

Kloubové přípoje Roštové kloubové přípoje jsou přípoje, které nepřenášejí žádný moment. Vyplývá to z konstrukčního uspořádání, mezi pásnicí nosníku a pásnicí sloupu se navrhuje nezera k zamezení jejich kontaktu. Je umožněn návrh následujících typů: • Deska přivařená nebo přišroubovaná ke stojině podepřeného nosníku a zároveň přivařená ke stojině podpírajícího nosníku; • Přípoj na úhelník přišroubovaný ke stojině podepřeného nosníku a přišroubovaný ke stojině podpírajícího nosníku; • Krátká čelní deska přivařená ke stojině podepřeného nosníku a přišroubovaná ke stojině podpírajícího nosníku;

Obsaženo v P E


Dimenzování oceli

Uživatel může snadno zadávat a upravovat všechny důležité parametry a součinitele pro posouzení, včetně následujících:

Zadání těchto typů přípojů je omezeno použitým typem průřezů spojovaných prutů - kloubový přípoj lze navrhnout u nosníků se symetrickým i průřezem, které jsou namáhané ohybem ve směru tuhé (hlavní) osy.

Posouzení dle Eurokódu 3 Výpočet přípoje a jeho následné posouzení probíhá v souladu s normou: Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí, Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby, EN 1993-1-1: 2005 Pro výpočet mezních stavů přípoje se používají algoritmy a metody z výše uvedené normy. Pro výpočet únosnosti hlavních ocelových prvků se používají vzorce z příslušných národních norem (EC3, DIN 18800 T1 nebo BS 5950-1:2000). U ostatních norem (například NEN, CM, ÖNORM a ČSN), které nejsou programem podporovány, je jako výchozí norma pro výpočet a posouzení hlavních prvků nastaven Eurokód 3. U kloubových přípojů se posuzují rozhodující hodnoty smykových a normálových sil. Jsou uvažovány následující kritické stavy: • Stojina podepřeného a podpírajícího nosníku v tahu; • Stojina podepřeného a podpírajícího nosníku ve smyku • Deska, úhelník, čelní deska v tahu a ve smyku; • Šrouby v tahu, ve smyku a v otlačení;

Hlavní funkce ► Úplné začlenění do hlavního grafického

uživatelského rozhraní.

► Snadný návrh, rychlé posouzení, podrobný

výstup, přehledné výkresy.

69 esasd.08

Kreslení ocelových konstrukcí

Generované výkresy konstrukce

Program Scia Engineer je vybaven nástroji pro rychlé vytváření výkresů ocelových konstrukcí. Vytváří obrázky průřezů nebo pohledy v řezech konstrukci pomocí určitého souboru rovin. Tyto obrázky se ukládají do galerie a parametry jejich zobrazení je možné manuálně editovat. Rovněž lze ručně editovat samotné obrázky, a to prostřednictvím interního grafického editoru. Obrázky mohou být umístěny na výkresu (paperspace) a uloženy v galerii obrázků. Funkce regenerace obrázků umožňuje opětovné překreslení všech nebo jen zvolených obrázků podle aktuálního tvaru konstrukce, přičemž v obrázcích zachová ručně připojené entity a změny (např. kóty, texty, a jiné provedené změny).

Tvar konstrukce Modelář Scia Engineer také poskytuje funkce pro snadné interaktivní vytváření správných tvarů prvků. Jedním z parametrů každého prvku je tzv. konstrukční typ, který uvádí detaily o nastavení priority prvku v přípoji a vlastnosti pro zobrazení. Pomocí těchto vlastností každého prvku (excentricita, podélná odsazení, přepínač kon-

Hlavní funkce ► Jednoduchá tvorba výkresů konstrukce

70

v předem definovaných řezech ► Automatické výkresy detailů zadaných přípojů ocelových konstrukcí. ► Uživatelsky příjemná správa vytvořených výkresů, detailů a obrázků. ► Výkresy je možné propojit s CAD systémem.

esadt.01 / esadt.02

cových ořezů, atd.) může uživatel také vytvářet schématický tvar pro zobrazení na projekčních výkresech.

Čárový rastr – univerzální nástroj pro zadání řezů a pohledů Trojrozměrný čárový rastr není jen nástrojem pro grafické vstupy a editování konstrukcí. Představuje soubor rovin s názvy a dalšími parametry. Lze manuálně nastavit zobrazení popisů a kót do jednotlivých rovin. Automatické vytvoření pohledů nebo řezů pro jednotlivé roviny pomocí průvodce projekčními výkresy umožňuje zobrazení rastru čar s kótami v každé rovině řezu.

Průvodce projekčními výkresy Po spuštění průvodce může uživatel nastavit: • Základní možnosti (měřítko, předponu k názvu obrázku, možnosti skrytých čar, atd.), • Možnosti zobrazení (např. směr pohledu, hloubku řezu, nebo přepnout na zobrazení doplňkových entit jako je zatížení nebo diagramy výsledků atd.), • Zvolit roviny používané pro řezy (je k dispozici režim „všechny“ nebo „pouze zvolené“).

Galerie – účinná manipulace s obrázky Obrázky vytvořené pomocí průvodce jsou odeslány do databáze obrázků, která se nazývá galerie obrázků. Uživatel má okamžitý náhled obrázku a může se podívat na jeho vlastnosti (např. měřítko, název, komentář nebo způsob zobrazení) nebo je editovat pouhým kliknutím na příslušnou položku v seznamu obrázků.

Obsaženo v P E S


Generované výkresy konstrukce

Libovolný obrázek lze upravit v interním grafickém editoru. Uživatel může přidat kóty, texty a běžné grafické tvary nebo editovat tloušťku čar, styl a barvu. Pomocí manažera vrstev je možné přepínat vybrané části obrázku do skrytého nebo zmrazeného režimu. Je k dispozici trojrozměrné oříznutí a nastavení hranic obrázku, jež umožní nastavit část konstrukce určenou ke zobrazení. Editor galerie lze také využívat jako účinný nástroj pro kreslení při přípravě dvourozměrných obrázků nebo schémat.

Výkresy konstrukcí

Kreslení ocelových konstrukcí

V editoru výkresů může uživatel vytvářet konečnou podobu výstupního tisku. Prostředí Editoru výkresů umožňuje: • Vkládání obrázků z galerie • Vkládání obrázků z grafických oken Scia Engineer, ze souborů uložených v interním formátu ESA (ep3, ep2, epd), vkládání bitmap (bmp) • Vkládání základních grafických entit (čar, křivek, textů) Grafické prostředí editoru Editoru výkresů umožňuje rychlou přípravu razítek včetně vloženého loga, automatických textů, rámečků apod. Podobně jako výstupy Scia Engineer, je i editor Paperspace založen na šablonách, které si uživatel může vytvořit. Jakýkoli nákres může být uložen jako šablona, což vede k jejímu automatickému načtení v okamžiku vytvoření nového výkresu. Spolu s vytvářením automatických textů (např. název projektu, autor, datum, čas atd.), je toto velmi účinný způsob vytváření automatických výkresů. Všechny obrázky vložené do výkresu si uchovávají svou trojrozměrnou informaci, což umožňuje dodatečné změny jejich vlastností (např. měřítka, režim zobrazených nebo skrytých čar, směr pohledu).

Podrobné výkresy přípoje Je k dispozici také průvodce pro vytváření obrázků ocelových spojů a jejich částí. Průvodce vytváří obrázky spojů vkládaných do dokončené konstrukce. S nastavením průvodce je možné vytvářet obrázky všech nebo jen aktuálně vybraných spojů. Pokud je zvolena možnost „vytvoření obrázků pro části spojů“, vytvoří průvodce podrobné obrázky jednotlivých částí spoje, včetně hlavních kót. Všechny vytvořené obrázky jsou uloženy v galerii a lze je editovat pomocí interního grafického editoru, včetně parametrů zobrazení (např. objem odříznutí, měřítko).

71 esadt.01 / esadt.02

Dimezování železobetonu

Návrh a posudek železobetonových prutů podle EN 1992

Modul výpočtů železobetonových nosníků a sloupů podle EC2 v programu Scia Engineer slouží k návrhu a posouzení výztuže v nosnících a sloupech. Tento modul je plně integrován s moduly programu Scia Engineer pro statické výpočty. S tímto modulem dostává stavební inženýr k dispozici interaktivní grafický nástroj pro výpočty a posuzování nutných ploch výztuže (podélné a smykové) v souladu s požadavky stanovenými normou EN 1992-1-1.

Práce s modulem výztuže nosníků a sloupů Návrh a posouzení konstrukce se provádí v grafickém prostředí programu Scia Engineer. Posuzované nosníky se vybírají graficky pomocí myši. Práci i se složitějšími konstrukcemi usnadňují grafické funkce jako posouvání, přiblížení a oddálení, okno zvětšení, uživatelem definovaný bod pohledu, výběr pomocí průsečíku apod. Zadávání krytí betonu a výztužných vložek se provádí v přehledném dialogovém okně. Při výběru prvků program rozlišuje mezi nosníky a sloupy podle vlastnosti Typ prvku. U nosníků lze nastavit základní konstrukční výztuž. Program následně vypočte nutnou celkou plochu výztuže nebo jen plochu přídavné výztuže. Pro výpočet sloupů je implementována také metoda modelového sloupu. Výhoda této metody spočívá v tom, že pro výpočet výztuží ve sloupech vystavených ohybovým a osovým silám postačuje lineární výpočet a že se berou v úvahu účinky druhého řádu. Po výpočtu lze potřebné podélné a smykové výztuže znázornit graficky v prostorovém zobrazení konstrukce. Pro výpočet lze nastavit přídavné možnosti (výpočet tlakové výztuže, posudek stupně vyztužení, hmotnost

Hlavní funkce ► Návrh teoretické výztuže.

► Štíhlost, posouzení trhlin, posudek vzdá-

72

lenosti třmínků, posudek odezvy, posudek únosnosti. ► Výkaz výztuže ► Třídy betonu podle EN 1992-2 ► Výpočet charakteristik betonu ► Celkový posudek.

esacd.01.01

výztuže apod.). Grafický výstup lze sestavit z více než jednoho typu dat. Na jedné obrazovce je možné zobrazit následující data: • Průřezové charakteristiky s výztužemi nebo bez nich, například plocha průřezu, moment setrvačnosti... • Momenty, smykové síly, normálové síly, přepočtené momenty, přepočtené smykové síly • Podélná výztuž (celková nebo základní a přídavná výztuž), smyková výztuž, stupeň vyztužení, hmotnost výztuže Pomocí možnosti samostatného posudku (posouzení prutu) lze zobrazit pracovní diagramy jednotlivých prvků založené na vypočtených vnitřních silách. Je však také možné zadat uživatelem definované vnitřní síly (bez zadávání zatížení). Lze provést i posudek trhlin pro vybrané kombinace mezního stavu použitelnosti na základě požadovaných ploch výztuže. Výsledkem tohoto posudku je šířka trhliny, minimální plocha výztuže pro kontrolovaný vznik trhlin, maximální průměr, maximální vzdálenost vložek a maximální vzdále-

nost mezi třmínky. Všechny položky lze vložit do dokumentu a upravit zobrazení podle přání uživatele. Dokument může být aktivní, tzn. změnou některých hodnot v dokumentu lze docílit automatické úpravy modelu podle provedené změny a naopak. Program Scia Engineer umožňuje také integraci návrhu a posudků. Uživatel může provádět více posudků v rámci jedné operace pomocí „celkového posudku“. Využitím této možnosti uživatel ušetří mnoho času a kroků manipulace s myší a získá lepší přehled o celém výpočtu. Hlavní výhoda spočívá v tom, že uživatel může provádět více posudků všech typů betonových jednorozměrných prvků v jednom kroku.

Bezproblémová integrace se statickými výpočty Výsledky výpočtu (lineární nebo nelineární výpočet) jsou přebírány přímo z modulů programu Scia Engineer pro statické výpočty. Jsou k dispozici také v dokumentu projektu. esas.29 Obsaženo v: C P E


Návrh a posudek železobetonových prutů podle EN 1992

Vstupní rozhraní Všechny důležité součinitele normy EN 1992-1-1 navrhuje program a uživatel je může změnit v přehledném nastavovacím rozhraní.

Výpočet Nosníky a sloupy se počítají podle normy „Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí – část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby“. Nosníky


Vnitřní síly jsou odvozeny z vybraného zatěžovacího stavu, kombinace nebo třídy. Tyto vnitřní síly se používají pro výpočet požadované plochy podélné výztuže v souladu s výpočtovými metodami dle EN 1992. Minimální a maximální stupeň vyztužení se posuzuje podle čl. 9.2.1.1. Dále je posuzována vzdálenost vložek podle čl. 8.2. Výpočet smykové výztuže lze provádět s použitím konstantní nebo proměnné hloubky. Dále je posuzován stupeň smykového vyztužení podle čl. 9.2.2. Výpočet průkazu trhlin se provádí podle čl. 7.3. Sloupy Vnitřní síly vycházejí z vybraného zatěžovacího stavu, kombinace nebo třídy. U lineárního výpočtu se neberou v úvahu účinky druhého řádu. Aby bylo možné vzít tyto účinky v úvahu, je nutné provést nelineární výpočet nebo použít metodu modelového sloupu. V prostorových konstrukcích se může vyskytnout prostorový ohyb, s nímž se počítá ve výpočtu výztuže v obdélníkových sloupech díky použití dalšího vzorce s hodnotou α = 1,4 (tuto hodnotu může uživatel změnit nebo ji může vypočítat program pro optimální vyztužení): Mbd Mbu

α

+

Mbd Mbu

α

<1

Minimální a maximální stupeň vyztužení se posuzuje podle čl. 9.5.2. Průměr vložek a vzdálenost mezi vložkami se vypočítávají podle čl. 9.5.2, 8.2 a 9.2.3.

Podporované průřezy V návrhu lze použít následující průřezy: Nosníky • • • • • •

Obdélníkový průřez, Kruhový průřez, T-průřez, Dutý obdélníkový průřez, I-průřez, U-průřez,

• Spřažený průřez, • Všechny spřažené průřezy implementované v programu Scia Engineer, • Náběh, • Průřez s proměnnou výškou. Sloupy • Obdélníkový průřez, • Kruhový průřez.

Národní přílohy (esa.00) K novým eurokódům je možné definovat specifické národní přílohy. V těchto národních přílohách najde uživatel programu Scia Engineer hodnoty parametrů definované na národní úrovni. V systémové knihovně jsou shromážděny všechny národní přílohy pro eurokódy řady 199X: kombinace (1990), zatížení (1991), beton (1992). Kliknutím na příslušné tlačítko v nastavení uživatel přejde přímo na odpovídající část nastavení, kde si může prohlédnout jednotlivé národní parametry, změnit je a uložit.

73 esacd.01.01


Požární odolnost EN 1992-1-2

Požární odolnost betonových prutů je modul programu Scia Engineer pro posudky vyztužených a předpjatých prutových konstrukcí (nosníky a sloupy) podle normy EN 1992-1-2. Program je plně integrován do modulů Scia Engineer pro posudek vyztužených a předpjatých prvků podle EN 1992-1-1.

Práce s modulem Požární odolnost EN 1992-1-2 Program Scia Engineer poskytuje grafické prostředí, ve kterém jsou posudky požární odolonosti prováděny podobným způsobem jako běžné posudky betonových konstrukcí. Prvky k posouzení se vybírají graficky pomocí myši. Je možné používat další grafické funkce jako posun, zoom +/-, zoom okno, uživatelské pohledy, výběry pomocí průsečíků a další funkce přispívající k produktivitě na běžných i na složitějších konstrukcích. Ve 3D zobrazení je možné graficky zobrazit jednotkový posudek. Pomocí barev je přehledně rozlišeno, kde posudek konstrukce vyhovuje a kde ne. Výstup z tohoto modulu může obsahovat: • Automatické vyhledání extrémů pro kritický zatěžovací stav/ kombinaci;

Hlavní funkce ► Modul je plně integrován do systému

návrhu a posouzení betonových konstrukcí.

► Grafické a tabulkové výstupy.

► Tři druhy posudků: konstruční zásady,

74

zjednodušená metoda, rozšířená metoda

esacd.07.01

• Zvýraznění nevyhovujících prutů; • Vysvětlení varování a chyb vzniklých v průběhu posouzení; Možnost detailního posuzení nabízí zobrazení pracovního diagramu, napětí a přetvoření po výšce průřezu, rozložení teploty po průřezu a interakční diagram.

Zadání Před spuštěním vlastního posudku požární odolnosti je nutné zadat distribuční křivku v knihovně teplotních křivek. Jedna položka knihovny však může obsahovat více teplotních křivek a uživatel mezi nimi může interpolovat. Proměnné požární zatížení je zadáváno pomocí teplotních křivek. Požární zatížení má tyto volby:

• Tabulková data minimálních rozměrů průřezu a minimální vzdálenost výztuže od hrany vystavené požáru základních prvků (pruty, sloupy, desky a desky s otvory); • Bezpečnostní koeficienty pro požární odolnost. • V nastavení dat betonu uživatel může nastavit tyto parametry pro každý prvek zvlášť: • Typ prutu použitý pro obecně zadaný prutový prvek „Prut“ (jednoduše podepřený prvek a spojitý nosník); • Podmínky vystavení vlivu požáru pro typ prvku „Sloup“ (jedna strana nebo více jak jedna strana); • Typ výpočtu použitý pro výpočet požární odolnosti R (odolnost v čase) a kritická teplota theta_cr pro konstrukční zásady; • Typ prvku použitý pro předpjaté pruty (pro posudek požární odolnosti je možné použít jen staticky určité konstrukce bez redistribuce druhotných účinků předpětí.

• Volba strany průřezu vystavená působení požáru (+Z,-Z,+Y,-Y); • Distribuce teploty (křivka); • Počet vrstev průřezu, které se použijí pro integraci teplotní distribuční křivky – získání equivalentního lineárního teplotního zatížení a pro výpočet drolení průřezu.

Posudky

Program nabízí všechny důležité faktory a koeficienty, které je také možno uživatelsky upravit:

Konstrukční zásady

• Základní nastavení požární odolnosti pro EN 1992-1-2: • Typ výpočtu pro vyhodnocení odolnosti v čase R a kritická teplota Theta_cr pro návrh podle konstrukčních zásad; • Redukční součinitele mu_fi pro posouzení sloupů podle konstrukčních zásad; • Redukční součinitel pro návrh úrovně zatížení zjednodušenou metodou;

Jsou dostupné tři typy posudků pro 1D prvky: • Konstruční zásady (tabulková data), kapitola 5; • Zjednodušená metoda (metoda zón) příloha B.2; • Rozšířená metoda.

Tento typ posudku používá tabulková data, která jsou pro jednoduché typy konstrukcí předepsána v normě. Posuzují se rozměry průřezu, vzdálenost výztuže od hrany konstrukce vystavené požáru. Předpoklady tohoto postupu: • Výška průřezu není redukována; • Materiálové vlastnosti průřezu se nemění; • Teplota po výšce průřezu se bere z distribuční křivky, spočtené z normy nebo zadané uživatelem; Obsaženo v P E


Požární odolnost EN 1992-1-2


Zjednodušená metoda Tento typ výpočtu umožňuje následující posudky: • Metoda mezních přetvoření; • Posudek interakčním diagramem (posudek odolnosti); Předpoklady tohoto postupu: • Výpočet vnitřních sil předpokládá nebo nezahrnuje následující: • Změnu koeficientu teplotní roztažnosti v návaznosti na změnu teploty (článek 3.3.1(1)); • Výška průřezu není redukována podle teploty; • Materiálové vlastnosti výztuže a betonu se nemění s teplotou; • Pracovní diagram betonu a oceli je nezávislý na změně teploty.

• Následující faktory jsou zohledněny při výpočtu požární odolnosti: • Výška průřezu je redukována (metoda zón), příloha B2 v EN 1992-1-2; • Materiálové charakteristiky oceli (tabulka 3.2(a), 3.3) a betonu (tabulka 3.1) se mění s teplotou; • Pracovní diagramy betonu (obr. 3.1) a výztuže (obr.3.3) jsou závislé na teplotě.

Podrobná metoda výpočtu Tato metoda je založena na fyzikálně a geometricky nelineárním výpočtu, který používá následující vstupní parametry: • Redukovaný průřez (metoda zón); • Pracovní diagramy betonu (obr.3.1) a výztuže (3.3) jsou závislé na teplotě;

• Materiálové charakteristiky oceli (tabulka 3.2(a), 3.3) a betonu (tabulka 3.1) se mění s teplotou; • Koeficient teplotní roztažnosti pro beton je spočten pro danou teplotu v těžišti průřezu (článek 3.3.1(1)).

Podporované průřezy a prvky Posudek požární odolnosti – metoda konstrukčních zásad a automatický výpočet podle normy podporuje všechny typy prutových prvků (prut, sloup, deska, deska s otvory) a betonových průřezů. Výpočet podle teplotní křivky lze provést jen u obdélníkových průřezů. Zjednodušená metoda podporuje všechny nepředpjaté konstrukční prvky s obdélníkovým průřezem a předpjaté staticky určité konstrukce. Rozšířená metoda podporuje jen nepředpjaté prvky obdélníkového průřezu.

esacd.07.01

75


Návrh výztuže pro stěny, desky a skořepiny podle EC2

Modul výpočtů železobetonových desek a stěn podle EC2 v programu Scia Engineer slouží k výpočtům výztuží v deskách a stěnách. Tento modul je plně integrován s moduly statických výpočtů programu Scia Engineer. S tímto modulem dostává stavební inženýr k dispozici interaktivní grafický nástroj pro výpočty požadovaného množství výztuže v souladu s požadavky normy EN1992-1-1.

Práce s modulem výztuže desek a stěn Návrh a posuzování konstrukce se provádí v grafickém prostředí programu Scia Engineer. Posuzované desky nebo stěny se vybírají graficky pomocí myši.

Hlavní funkce ► Návrh nutných ploch výztuže, posudek

76

smyku a trhlin pro dvouvrstvé a třívrstvé výztuže železobetových desek a stěn ► Vliv smyku na podélnou výztuž. Spolehlivé posuzování metodou příhradové analogie. Posudek konstrukčních zásad pro minimální stupeň vyztužení ► Průměrovací pásy pro odstranění bodových napěťových špiček ► Přehledné nastavení ► Výsledky zahrnují hmotnost výztuže ► Možnost kontroly návrhových vnitřních sil ► Podrobnější rozbor výsledků u podélných a smykových výztuží

esacd.02.01

Práci i se složitějšími konstrukcemi usnadňují grafické funkce jako posouvání, přiblížení a oddálení, okno zvětšení, uživatelem definovaný bod pohledu, výběr pomocí průsečíku apod. Zadávání krytí betonu a výztužných vložek se provádí v přehledném dialogovém okně. Program vypočítává dvě nebo tři požadované vrstvy výztuže na obou stranách desky. Vrstvy výztuže nemusí být umístěny kolmo. Jejich vzájemná orientace může mít libovolný směr. Je také možné vypočítat výztuž s jinou tloušťkou, než jaká je definována v modelu. Totéž platí pro stěny, u nichž je také možné pracovat s jednovrstvými vyztuženými stěnami, které se v praxi používají pro tenké desky.

Výstup Grafický výstup ukazuje nejrůznější zajímavé výsledky: • Návrhové vnitřní síly používané pro výpočet výztuže; • Požadovaná výztuž v každé vrstvě (také pro posouzení trhlin) spolu s podrobnostmi výpočtu, které uživateli poskytují hlubší vhled do jeho pozadí; • Hmota výztuže; • Několik možností zobrazení výsledků: izopásma, izolinie s popisy nebo bez, barevně nebo černobíle, řezy, izolinie podle uživatelem definované stupnice apod.; • Grafický výstup v příčném řezu konstrukcí; • Výsledky v uzlech nebo ve středu prvku; • Grafický výstup lze exportovat (BMP, WMF, DXF, DWG, VRML, 3D PDF ...).

esas.29 Obsaženo v: C P E

Požadované moduly: esas.00 and esa.01.

Návrh výztuže pro stěny, desky a skořepiny podle EC2

Všechny položky lze vložit do dokumentu a upravit podle přání uživatele. Dokument může být aktivní, tzn. změnou některých vstupních hodnot v dokumentu lze docílit automatické úpravy modelu podle provedených změn.

Vstupní rozhraní Všechny důležité součinitele normy EN1992-1-1 navrhuje program a uživatel je může změnit.

Výpočet


Desky a stěny se počítají podle normy „Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí – část 1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby“. Vnitřní síly prvků se vypočítávají ve směru vrstev výztuže. Výztuž se počítá na základě těchto vnitřních sil a zadaných omezení. V každém prvku a v každém uzlu prvku se vypočítává požadovaná oblast tahu a tlaku. Program může provádět také výpočty požadované výztuže na základě posudku trhlin.

Bezproblémová integrace se statickými výpočty Výsledky výpočtu (výpočet prvního nebo druhého řádu) jsou přebírány přímo z modulů programu Scia Engineer pro statické výpočty. Jsou k dispozici také v dokumentu projektu.

77 esacd.02.01


ŽB plošné prvky nutné plochy výztuže ČSN 731201

ŽB plošné prvky - nutné plochy výztuže ČSN 731201 je modul programu Scia Engineer pro výpočet výztuže v deskách a stěnách. Program je integrovanou součástí programu Scia Engineer a jeho moduly pro konstrukční výpočty. S tímto modulem je možné interaktivně stanovit minimální nutnou výztuž v betonových plošných prvcích pro mezní stav únosnosti a na základě kritéria pro šířku trhlin podle ČSN 731201.

Práce a modulem Návrh a posudek konstrukce se provádí pod jednotným grafickým prostředím Scia Engineer. Desky a stěny pro posudek jsou vybírány graficky ukazatelem myši. Modul je navržen tak, aby uživatel byl schopen velmi rychle získat návrh výztuže a stanovit “skutečné” průhyby fyzikálně nelineárním výpočtem. Zadání výztuže a krytí betonu se provádí pomocí přehledného dialogového okna. Vrstvy výztuže není nutné umísťovat ortogonálně, mohou být umístěny v jakémkoliv natočení vůči ostatním vrstvám. Také je možné vypočítat výztuž s rozdílným průřezem než je zadáno v modelu.

Vlastnosti a funkce Základní vlastnosti návrhu výztuže: • Rozlišuje se výpočet pro stěnu, desku a skořepinu; • Možnost zadání tří různých směrů výztuže nezávisle pro každý povrch;

Hlavní funkce ► Návrh nutných ploch výztuže až pro 3

78

směry vyztužení. ► Kontrola konstrukčních zásad. ► Průměrovací pásy zjemňující vliv singularit na výsledky.

esacd.02.07

• Rychlý výpočet bez nutnosti definování dat pro každý plošný prvek samostatně; • Pro každý prvek možnost zadání odlišných vlastností pro návrh; • Vyhodnocování pomocí izolinií, izopásem a řezů na plochách; • Automatické zobrazení lokálních extrémů nutných ploch výztuže; • Uživatelem definované stupnice izolinií: využití přepočtu plochy výztuže na skutečné vyztužení sítěmi nebo pruty (rozhraní pásem

odpovídá změně vyztužení); • Možnost zadání “předpokládané” výztuže, tj. výztuž, která bude v každém případě do prvku zadána. Zobrazení nutných ploch potom může obsahovat pouze dodatečnou výztuž (například příložky k sítím). Návrh výztuže na základě kritérií pro šířku trhlin: • Neposuzuje se šířka trhlin, ale navrhuje se nutná výztuž s ohledem na šířku trhlin. Vykreslují se nutné plochy výztuže a esas.29 Obsaženo v: C P E

Požadované moduly: esas.00, esa.01.

ŽB plošné prvky nutné plochy výztuže ČSN 731201

vyhodnocuje se: • Maximální profily výztuže; • Maximální vzdálenost vložek s ohledem na šířku trhlin; • Nelineární výpočet deformací; • Výpočet se provádí na nutnou plochu výztuže; • Nutnou plochy výztuže je možné zvýšit koeficientem pro zvýšení tuhosti průřezu.

Výstupy


Pomocí grafických výstupů je možné zobrazit všechny druhy požadovaných výsledků: • Nutná výztuž v každé vrstvě (použije se také pro kontrolu vzniku trhlin); • Několik způsobů zobrazení výsledků: isoplochy, isočáry včetně nebo bez popisů, barevně nebo černobíle, řezy, uživatelské nastavení isoploch atd.; • Grafický výstup v řezu konstrukce; • Výsledky v uzlech nebo v těžištích konečných prvků; • Grafický výstup je možné exportovat (bmp, wmf, dxf, dwg, etc.). Všechny položky mohou být vkládány do dokumentu a mohou být upraveny podle potřeb uživatele. Dokument může být aktivní, což znamená, že některé ze vstupních hodnot mohou být upraveny v dokumentu což automaticky změní data v modelu konstrukce.

Výpočet Vnitřní síly v prvcích jsou spočteny ve směru vrstev výztuže. Na základě takto vypočtených vnitřních sil a uvedených omezení, je navrhnuta výztuž. Nutné plochy tahové a tlakové výztuže jsou spočteny v každém konečném prvku a uzlu počítané konstrukce. Program může také spočítat nutnou plochu výztuže na základě kontroly vzniku trhlin.

79 esacd.02.07


Výpočet deformací železobetonových prutů podle normy

Štíhlost současných stavebních betonových konstrukcí může vyvolat nadměrné deformace kvůli redukci tuhosti vyvolané vznikem a šířením trhlin, dotvarováním a smršťováním betonu. Proto je nutné tyto efekty zahrnout do návrhu konstrukce. Součástí sytému Scia Engineer je i modul pro fyzikálně nelineární výpočet deformací (deformace je spočtena na základě požadavku přílušné normy - jedná se tedy o normově závislý výpočet průhybu). Tento modul umožňuje uživateli provádět analýzu betonových nosníků a sloupů s ohledem na nelineární vztah mezi napětím a přetvořením v betonu včetně zahrnutí vlivu trhlin. Dále je možný zjednodušený výpočet deformací vyvolaný dotvarováním betonu. Charakteristické vlastnosti normově závislého výpočtu deformací prutových betonových prvků jsou: • Výpočet tuhosti s ohledem na nelineární vztah mezi napětím a přetvořením v betonu a ve výztuži, • Ve výpočtu může být zahrnuta buď skutečná (praktická) výztuž zadaná uživatelem, nebo nutná plocha výztuže navržená programem, • Pokud je FNL výpočet proveden pro nutné plochy výztuže, navržené programem, pak

Hlavní funkce ► Výpočet deformací založený na požadav-

80

cích a postupech národních norem. ► Dlouhodobé průhyby získané z krátkodobého průhybu a součinitele dotvarování. ► Dva kroky výpočtu: 1 - lineární výpočet + zadání výztuže + výpočet trhlin a jejich vlivu na tuhost. 2 - Výpočet s redukovanou tuhostí v místech vzniku trhlin.

esas.18

může uživatel měnit vypočtenou nutnou plochu násobením zadaným faktorem, • Deformace vyvolaná dotvarováním betonu je vypočtena pro vybrané kombinace; deformace jsou počítány dvakrát: jednou se standardním modulem pružnosti betonu, jednou s efektivním modulem pružnosti, rozdíl mezi těmito dvěma výpočty je považován za deformaci od dotvarování, • Je spočtena celková deformace a deformace vyvolaná krátkodobým zatížením. Pro fyzikálně nelineární výpočet deformací betonu se musí provést následující úkony: • Zadání fyzikálně nelineárních kombinací pro beton,

• Provést lineární výpočet, • Zadat skutečnou výztuž nebo spočíst nutné plochy výztuže programem, • Spustit nelineární výpočet s nastavením na Beton -FNL deformace, • Deformace pro lineární/ nelineární/ nelineární s dotvarováním výpočet mohou být zobrazeny a použity pro vyhodnocení. FNL výpočet může být proveden podle následujících norem: • Eurokód 2, • ČSN/STN 73 1201, • DIN 1045, Önorm B4700, • NEN 6720, • BS 8110. Obsaženo v C P E


Výpočet deformací železobetonových desek podle normy

Štíhlost současných stavebních betonových konstrukcí může vyvolat nadměrné deformace kvůli redukci tuhosti vyvolané vznikem a šířením trhlin, dotvarováním a smršťováním betonu. Proto je nutné tyto efekty zahrnout do návrhu konstrukce. Součástí sytému Scia Engineer je i modul pro fyzikálně nelineární výpočet deformací (deformace je spočtena na základě požadavku přílušné normy - jedná se tedy o normově závislý výpočet průhybu). Tento modul umožňuje uživateli provádět analýzu betonových nosníků a sloupů s ohledem na nelineární vztah mezi napětím a přetvořením v betonu včetně zahrnutí vlivu trhlin.


Dále je možný zjednodušený výpočet deformací vyvolaný dotvarováním betonu. Charakteristické vlastnosti normově závislého výpočtu deformací prutových betonových prvků jsou: • Výpočet tuhosti s ohledem na nelineární vztah mezi napětím a přetvořením v betonu a ve výztuži, • Ve výpočtu může být zahrnuta buď skutečná (praktická) výztuž zadaná uživatelem, nebo nutná plocha výztuže navržená programem, • Pokud je FNL výpočet proveden pro nutné plochy výztuže, navržené programem, pak může uživatel měnit vypočtenou nutnou plochu násobením zadaným faktorem, • Deformace vyvolaná dotvarováním betonu je vypočtena pro vybrané kombinace; deformace jsou počítány dvakrát: jednou se standardním modulem pružnosti betonu, jednou s efektivním modulem pružnosti, rozdíl mezi těmito dvěma výpočty je považován za deformaci od dotvarování, • Je spočtena celková deformace a deformace vyvolaná krátkodobým zatížením. Pro fyzikálně nelineární výpočet deformací betonu se musí provést následující úkony: • Zadání fyzikálně nelineárních kombinací pro beton, • Provést lineární výpočet, • Zadat skutečnou výztuž nebo spočíst nutné plochy výztuže programem, • Spustit nelineární výpočet s nastavením na Beton -FNL deformace, • Deformace pro lineární/ nelineární/ nelineární s dotvarováním výpočet mohou být zobrazeny a použity pro vyhodnocení. FNL výpočet může být proveden podle následujících norem: • Eurokód 2, Obsaženo v C P E


Hlavní funkce ► Výpočet deformací založený na požadav-

cích a postupech národních norem.

► Dlouhodobé průhyby zíkané z krátkodobého

• • • •

ČSN/STN 73 1201, DIN 1045, Önorm B4700, NEN 6720, BS 8110.

průhybu a součinitele dotvarování.

► Dva kroky výpočtu: 1 - lineární výpočet

+ zadání výztuže + výpočet trhlin a jejich vlivu na tuhost. 2 - Výpočet s redukovanou tuhostí v místech vzniku trhlin.

esas.19

81


Fyzikálně a geometricky nelineární výpočet betonových prutů

Tento modul dovoluje provádět nelineární výpočty betonových rámů. Ve výpočtu se zohledňuje nelineární tuhost betonu. Výseldný moduel se tak přibližuje skutečnému chování materiálu. Tím je možné získat ekonomický návrh konstrukce. Vlastní analýza může zohledňovat kromě fyzikální také geometrickou nelinearitu. Uživatel definuje nelineární pracovní diagram pro jednotlivé třídy betonu, výztuže a zdiva, který platé pro všechny normy nabízené v programu Scia Engineer. Pracovní diagram lze definovat jako parabolický, bilineární (lineární-konstantní) nebo polygonální. Může být také odvozen z diagramu definovaného příslušnou národní normou nebo celý zadán uživatelem. Tento pracovní diagram se použije k výpočtu nelineární osové a ohybové tuhosti kolem osy y a z. Průřez může být sestaven z betonů různých tříd, může být libovolného tvaru, může být vyztužená nebo jen z prostého betonu. Modul lze použít pro parametrizované konstrukce. Uživatel si tak může vytvořit šablony k řešení typyckých konstrukcí, nebo pro opakované výpočty při hledání optimálního a ekonomického řešení. Národní normy často pracují s určitým přerozdělením vnitřních sil v důsledku nelineárního chování betonu, což může opět vést k ekonomičtějšímu návrhu. Fyzikálně a geometricky nelineární výpočet lze použít na rovinné a prostorové rámové

Hlavní funkce ► Fyzikálně a geometricky nelineární výpočet

betonových rovinných konstrukcí.

► Desky a prvky vytvořené z jiných materiálů

jsou pak řešeny lineárně.

► Do výpočtu tuhosti je zahrnut vliv trhlin,

plasticity a dalších faktorů.

► Iterační výpočet, Newton-Raphsonova

82

metoda.

esas.16

konstrukce. Pokud se v modelu vyskytuje i plošný prvek (deska, stěna), výpočet je možné provést také, ale tyto plošné prvky jsou počítány lineárně. Stejné omezení platí pro pruty z jiného materiálu než železobetonu. U železobetonových nosníků se zohledňuje vliv trhlin, plasticity a dalších vlivů na tuhost konstrukce. Problém se řeší skutečným nelineárním výpočtem a to Newton-Raphsonovou metodou implementovanou ve Scia Engineer. Uživatel si může vybrat, jaký druh nelinearity bude použit: (i) fyzikální, (ii) geometrická, nebo (iii) obě. Výsledky ukazují trhliny v průřezu dále osovou a ohybovou tuhost každého průřezu. V případě potřeby může uživatel posoudit každý z průřezů samostatně v dialogu na podrobné posouzení, kde vidí aplikované zatížení i průběh spočtených napětí a přetvoření. Veškeré výsledky lze vložit do dokumentu.


Protlačení železobetonových desek

Tento modul provádí posouzení na protlačení. Vypočítává nutnou plochu výztuže v kritických průřezech a posuzuje zde odolnost desky proti protlačení. Stanoví také kritické smykové napětí.

Popis


• Lze analyzovat kruhové a pravoúhlé průřezy. Ostatní tvary průřezů se automaticky transformují do obdélníků. • Postup posuzování v následujících krocích: • Nastavení – zadání výchozích hodnot parametrů použitých při posuzování, • Data o protlačení – specifikace parametrů posudku pro jednotlivé pruty, • Posudek protlačení – provedení vlastního posudku.

Vlastnosti a funkce • Návrh nutných ploch výztuže v kritických řezech dle norem: EC2, ČSN, STN, ÖNORM, NEN, BS, SIA a DIN, • Posouzení odolnosti desky proti protlačení v kritických řezech podle technických norem (osamělá zatížení vycházející ze sloupů nebo podpor kolmá ke spodnímu povrchu desky) pro vybrané zatěžovací stavy, • Posudek meze smykového napětí v kritickém průřezu, • Definice geometrie – podpora v rohu, podél okraje, uvnitř desky, • Při výpočtu délky kritického řezu jsou brány v úvahu technologické otvory, • Možnost zadat čtvercové nebo prizmatické hlavy sloupů, • Data pro posudek na protlačení jsou převzata z výpočtového modelu analyzované desky, • Napětí mohou být převzaty z výsledků výpočtu modelu nebo je může uživatel definovat ručně, • Posudek na protlačení může být proveden pro (i) automaticky vypočítané nutné plochy hlavní výztuže v desce anebo pro (ii) uživatelem definovanou hlavní výztuž v desce, • Nápověda graficky popisuje vlastnosti v dialogu o protlačování, • Nově zavedená funkce pro násobné protlačování (posuzování několika bodů zároveň): • Tři kontrolní body (žádný, uzel, globální), • Jednotkový posudek s grafickým výkladem. • Dokumenty a tabulky pro násobné protlačování, • Přehledný dokument pro jednorázový posudek.

Hlavní funkce ► Posudek odolnosti konstrukce proti

protlačení.

► Posudek kritického smykového napětí. Obsaženo v C P E

Požadované moduly: esas.00 and esa.01.

esacd.03.xx

83


Zadání výztuže pro železobetonové pruty

Tento modul umožňuje zadání skutečné výztuže pro nosníky a sloupy libovolného průřezu. Lze zadávat různé druhy vyztužení - třmínky a podélnou výztuží, včetně kotevních úprav - ohyby a háky. Je umožněn automatický návrh výztuže (počty výztužných vložek, jejich délka a umístění v nosníku) na mezní stav únosnosti pro zadané železobetonové rámy. V tomto případě je pak návrh požadovaného počtu třmínků a podélných prutů a jejich vzdálenosti proveden automaticky. Zadaná výztuž je následně použita při výpočtu a posouzení skutečného průhybu podle zvolené normy (modul esas.18) nebo pro fyzikálně a geometricky nelineární výpočet betonových prutů (esas.16).

Vyztužování nosníků a sloupů Modul vyztužování nosníků a sloupů esacdt.01 umožňuje vyztužení libovolného průřezu. Proces vyztužování začíná volbou vyztužovaného prvku. Program nabídne tvar použitého průřezu s grafickým zobrazením jednotlivých částí a krytí. Uživatel má následně možnost zadat tvar třmínků ať už kopírující jednotlivé hrany průřezu nebo zcela nezávisle na geometrii průřezu. U jednotlivých částí třmínků lze definovat konstrukční úpravy, ohyby a háky.

Hlavní funkce ► Automatický návrh kotveních úprav pro

podélnou a smykovou výztuž.

► Posouzení konstrukčních úprav.

► Profesionální zobrazení navržené výztuže. ► Automatický návrh skutečné výztuže.

84

► Vyztužení kolem otvorů v proměnných

průřezech.

esacdt.01

Po zadání třmínků následuje zadání podélné výztuže. Zadání podélných vložek se vztahuje k jednotlivým hranám třmínků, nebo zcela nezávisle na geometrii prvku – volné výztužné vložky. Vyztužování je rozšířeno o možnost zadat podrobné údaje o kotvení pro podélnou a smykovou výztuž. Jedná se kotvení pomocí ohybů nebo háků. V programu Scia Engineer jsou definovány dva „nezávislé“ modely konstrukce - výpočetní model pro zadání a výpočet, konstrukční model pro vykreslení. Podélná a smyková výztuž může být rovněž zobrazena v obou modelech. • Výpočetní model výztuže se používá pro posudky provedené podle národních norem a pro nelineární výpočet deformací a redistribuce vnitřních sil na betonových nosnících a sloupech. • Konstrukční model výztuže se používá u výkresů a pro export/ import výztuže z/do CAD systémů. Výztuž může být zadána ručně uživatelem, nebo je automaticky stanovena výpočtem a následně vložena programem Scia Engineer (v kombinaci s modulem esacd.01). Kotvení pomocí háků nebo ohybů je vždy definováno v konstrukčním modelu, a proto je zanedbáváno ve výpočtech a v posudcích. Je určeno zejména pro zobrazení v grafickém okně, dokumentu a pro vykreslování ve Scia Engineer. Slouží pro výměnu dat se specializovanými programy pro přípravu výkresů výztuže. Obsaženo v C P E S

Zadání výztuže pro železobetonové pruty

Kotvení úpravy se zadávají pro tyto druhy výztuže: • třmínky (namáhání na smyk a kroucení) • podélná výztuž (namáhání na ohyb)


Vlastnosti kotvení: • Základní nastavení vlastností kotvení lze přizpůsobit samostatně pro jednotlivé projekty nebo souhrnně pro všechny projekty; • Kotvení může být zobrazeno v jiných barvách než výztuž, která je zohledněna ve výpočtech; • Program kontrluje minimální kotevní délky u třmínků, v souladu se zvolenou národní normou. Pokud kotevní délka tyto normové požadavky nesplňuje, je upravena odpovídajícím způsobem; • Vlastnosti jednotlivých kotvení mohou být parametrizovány. Tato funkce umožňuje uživateli vytvářet vlastní šablony; • Kotevní délka se vztahuje na otevřené i na uzavřené třmínky; • Kotevní úpravy mohou být použity pro všechny typy průřezů; • Uživatel sám určuje polohu kotevní úpravy na třmínku; • Výztuž kolem otvorů lze vložit automaticky;

Posudek výztuže (nutný esacd.01) Do posudku výztuže můžeme zahrnout zadanou skutečnou výztuž, posudek se provádí buď pro celý prvek nebo jeho část. Pro železobetonové prvky jsou dostupné posudky omezení trhlin, posudek metodou mezních přetvoření, a interakční diagram.Výsledky posudků je možné zrobrazovat v různých formách a stupni podrobnosti. Nejsnažší formou je výstup v grafickém okně, zobrazující náhled na vybrané prvky/ konstrukci a zvolený výsledek např. jednotkový posudek, nebo některou z vypočítaných únosností (pro moment, normálovou sílu, smykovou sílu, kroucení). Přehled o všech posuzovaných položkách získá uživatel z náhledu na dokument, kde se zobrazuje přehledná tabulka předkládající uživateli jasný číselný výstup. Nejpodrobnějším výstupem je jednotkový posudek, zobrazující vždy jeden vybraný prvek, který byl posouzen. Uživatel má možnost volit mezi jednotlivými řezy na prvku a zobrazovat podrobně jednotlivé vstupní a výstupní hodnoty.

85 esacdt.01


Zadání výztuže pro ŽB rovinné plošné prvky

Tento modul umožňuje uživateli zadat skutečnou výztuž v desce nebo stěně. Výztuž může být zadána do konstrukce na základě předpokládaného rozložení výztužných prutů v konstrukci nebo ze spočtených nutných ploch. Zadání výztuže probíhá pomocí běžných grafických nástrojů pro zadání. Na vybrané desce nebo stěně je definován polygon, do kterého je následně vložena výztužná síť o zadaných parametrech (pro průměr prutů, krycí vrstvu a polohu výztuže) pro příslušné povrchy desky. Výztuž může být tedy zadána pomocí polygonů (– sítě) nebo pomocí jednotlivých čar (– volné výztužné pruty). Výztuž je možné zobrazit na konstrukci v několika variantách podle množství zobrazovaných informací – od základního náhledu po skutečné rozložení jednotlivých výztužných vložek s přesným umístěním v desce. Výztuž může být zadána i s kotevními délkami. Zadanou výztuž je možné použít při návrhu výztuže (např. na konstrukci vyztužené základními sítěmi lze zobrazit jen nutnou přídavnou výztuž – příložky), nebo při výpočtu normově závislých deformací (nelineární průhyb). Výpočet okamžitého, celkového a přídavného průhybu lze provést pomocí modulu esas.19. Tento výpočet je založen na součiniteli dotvarování a skutečně zadané výztuži.

Hlavní funkce ► Intuitivní a jednoduché zadání výztužných

prutů v deskách a stěnách.

► Názorné zobrazení, přesné výpočty

86

a posudky, přehledná dokumentace.

esacdt.03

Obsaženo v C P E S

Požadované moduly: esacd.02.xx, esas.19.

Zadání dodatečně předpjatých kabelů


Dodatečně předpínané kabely a kabely bez soudržnosti Modul Zadání dodatečně předpjatých kabelů umožňuje uživateli snadno modelovat v trojrozměrném prostoru předpínací kabely pro nosníky, sloupy, stěny a desky. Uživatel může kabel kreslit přímo v grafickém okně programu nebo může geometrii dodatečně předpínaného kabelu založit na knihovně standardních geometrií kabelů, vztahujících se ke geometrii nosníku na který se kabel aplikuje. Geometrie kabelu představuje určitou část kabelu, např. přímou část na konci kabelu, zakřivenou část s minimálním poloměrem nad podporou nebo část u středního pole. Geometrie kabelu může být i mapována na geometrii nosníku, je tak možné vytvořenou gemotrii kabelu použít na různě zakřivené nosníky. Geometrie kabelů může být také importována ze souborů XML, DWG nebo DXF. Během návrhu, tj. před výpočtem, si může uživatel rychle prohlédnout odhad ztrát, což usnadňuje rychlý a praktický návrh. Po úspěšném výpočtu mohou být všechna data týkající se geometrie a vlastností kabelů přehledně zobrazena na obrazovce nebo vytištěna. Všechny vlastnosti kabelů mohou být zadány pomocí parametrů, a vytvářet takto parametrické šablony pro opakované použití. Kabely mohou být definovány pro jakýkoli druh konstrukce: mosty, desky v budovách, stěny nebo nosníky. Jsou podporovány tyto normy: EN, ENV, ČSN, DIN, ÖNORM a NEN. Kabel může být zakřivený v rovině XZ a/nebo v rovině XY. Uživatel může modelovat téměř jakoukoli předpjatou konstrukci, ať už s kabely se soudržností a s kabely bez soudržnosti, anebo bez nich. Uživatel může definovat všechny potřebné vlastnosti kabelu, jako jsou např. pokluz, počáObsaženo v E


teční napětí, vlastnosti tření, atd. Je možné také specifikovat postup napínání (pouze od začátku, od začátku a opětovné napínání od konce atd.), a druh krátkodobé relaxace. Obvyklé předpínací materiály a prvky (dráty, kabely, lana a tyče) jsou definovány v knihovně materiálů. V každé národní normě jsou uvedeny společné tabulky pro relaxaci a je možné je upravit podle požadavků uživatele nebo výrobce. Po dokončení návrhu kabelu může uživatel data exportovat do CAD programu a zde dokončit výkres. Protokol o výpočtu zobrazuje všechna potřebná data, výsledky a vlastnosti kabelu. Všechny potřebné údaje, texty a obrázky je možné vložit do dokumentu Scia Engineer. Použití modulu pro zadání dodatečně předpínaných kabelů spolu s modulem pro parametrizaci uživateli umožňuje vytvářet šablony pro opakované typy konstrukcí vždy podle požadavků projektu či investora. Projekt může obsahovat

několik typů dokumentů v různých jazycích, vždy připravených pro některou ze zůčastněných stran – projektant, investor, auditor s různým stupněm podrobnosti výsledků. Tento modul se používá v kombinaci s moduly pro fáze výstavby, časově závislou analýzu (TDA) a posudky předpjatých konstrukcí. Tento modul nemůže fungovat bez modulu ESAS.40: „Výpočet předpjatých konstrukcí“. Celý balíček modulů týkajících se předpětí je v současnosti nejlepším řešením výpočtů předem a dodatečně předpínaných konstrukcí.

Hlavní funkce ► Přímé zadání dodatečně předpínaných

kabelů.

► Import geometrie kabelů přes DXF, DWG,

XML a TXT.

► Export kabelů do CAD programů pro

výkresy.

87 esa.20

88

Posouzení předpjatých prutových konstrukcí podle EN 1992

Modul Posouzení předpjatých prutových konstrukcí je moderním nástrojem pro uživatele, kteří provádějí výpočet předpjatých nosníků a fází výstavby. Nosníky mohou být jakéhokoli průřezu a lze je modelovat jako rámu XZ nebo rám XYZ.


Posudek je obecný, nerolišuje se tedy zda se jedná o prostorové nebo rovinné řešení. Modul je možné používat s modulem TDA (časově závislá analýza), ale není to nutná podmínka. Grafické okno umožňuje snadné posouzení odezvy a únosnosti průřezu. Do posudku lze zahrnout i všechny zadané fáze výstavby. Model pracuje i s průběhem síly a tuhosti betonu v čase. Navíc je možné provést posouzení dovoleného namáhání betonu a kabelů.

Práce s modulem Modul je integrován do grafického prostředí. Po úspěšném zadání a výpočtu předem předpjatého nosníku může uživatel snadno provést posudky jednotlivých fází výstavby. Posudek lze tedy provést pro kterýkoli okamžik v rámci celé životnosti stavby. Lze např. určit požadovanou výztuž. Výpočet podélné výztuže bere v úvahu uživatelem definované kabely a měkkou výztuž. Veškerá data jsou zřetelně zobrazena. Posudek průřezu (přetvoření, napětí, síla) má svou vlastní stránku s tabulkou pro vnitřní síly vyplývající z (i) předpjetí (primárního/sekundárního), (ii) stálého zatížení a (iii) pohyblivého zatížení. Je dokonce možné provést posudek jednotlivých kabelů, výztuže nebo vlákna betonu. Stárnutí betonu je v modelu zohledněno, tj. pevnost a tuhost betonu závisí na čas betonáže. Zatížení, přetvoření, napětí a vnitřní síly pro průřezy s jednoosým a dvouosým zatížením mohou být revidovány v dvojrozměrném nebo trojrozměrném grafickém okně. Lze posuzovat jak počáteční tak i výsledný stav napětí, přetvoření atd. Počáteční stav je stav průřezu, ve kterém byla aplikována všechna stálá zatížení včetně předpětí; výsledný stav je stav průřezu, ve kterém byla aplikována všechna zatížení (stálá a pohyblivá zatížení včetně předpětí). Provozní napětí v předpjatých kabelech je napětí zahrnující ztráty způsobené dotvarováním, smršťováním a relaxace. Navíc jsou brány v úvahu i ztráty vzniklé elastickou deformací. Lze vypočítat momentovou únosnost celého nosníku pro výsledný momentový vektor My a Mz - moment kolem osy y, resp. osy z. Tato únosnost může být snadno porovnána s hlavními silami.


Hlavní funkce ► Unikátní nástroj pro analýzu a posudky

předpjatých konstrukcí, zejména v kombinaci s fázemi výstavby a časově závislým výpočtem. ► Urychlení tvrdnutí betonu pomocí ohřívání betonu během výrobního procesu. ► Kotevní délka je spočtena automaticky podle EN. ► Posudek hlavních napětí. ► Materiály kabelů/ profily podle prEN 10138.

esacd.04.01

89


Posouzení předpjatých prutových konstrukcí podle EN 1992

Lze také posuzovat únosnost jednotlivého průřezu pomocí interakčního diagramu N, My a Mz. Dovolená napětí se posuzují podle paragrafu 5.10.2.2. Vliv tříd prostředí, množství měkké výztuže a umístění předpínací výztuže lze snadno posoudit pro jednotlivé fáze výstavby.

Závěr Modul „Posudky předpjatých nosníků podle EN 1992“ je snadno použitelný pro projektanty, kteří potřebují posuzovat vyztužené, předem předpínané nosníky podle mezního stavu únosnosti a použitelnosti. Neexistuje žádný rozdíl mezi rovinným a prostorovým ohybem. Všechny fáze výstavby mohou být jednoduše respektovány. Model bere v úvahu reologické stárnutí (vývoj pevnosti a tuhosti betonu v čase). Program funguje snadno a intuitivně. Grafický výstup projektantovi pomáhá získat dobrou představu a umožňuje mu dosáhnout účinnějšího návrhu. Regenerovaný dokument shrnuje výsledky výpočtu a představuje podrobný a jasný grafický výstup.

90 esacd.04.01

Zadání předem předpjatých kabelů

Šablony kabelů umožňují uživateli rychle a snadno modelovat předem i dodatečně předpínané betonové prvky podle své každodenní praxe. Uživatel využívá tzv. šablony otvorů a kabelů k zadávání jednotlivých kabelů a nastavování jejich vlastností, jako je např. počáteční napětí, délka separace, vzdálenost ohybu, druh kabelu, atd. Uživatel si může šablony otvorů a kabelů uložit v knihovnách a vyvolat je v případě potřeby. To přispívá k standardizovanému celopodnikovému řešení návrhů kabelů v betonových dílech. V důsledku toho pak aplikace tohoto modulu v kombinaci s modulem pro parametrizaci uživateli poskytne nejlepší řešení prefabrikovaných a předpínaných dílů.


Filozofie tzv. „hlavního uživatele“ zákazníkovi umožňuje jmenovat hlavního uživatele, tj. toho, kdo může vytvářet a udržovat šablony kabelů. „Základní uživatel“ pak může pouze rychle a snadno využívat šablony se šablonami kabelů vytvořené hlavním uživatelem, přičemž nemá možnost použít šablonu kabelu, který nepochází z firmy, ani nemůže zadat nesprávné vstupní hodnoty. Knihovna může být uložena u hlavního uživatele na firemním serveru a může být dokonce prostřednictvím internetu zpřístupněna pro zákazníky klienta. Různá data pro průřez lze importovat ze souboru DWG nebo DXF, což přispívá k rychlé konverzi starých výpočetních postupů do nového integrovaného řešení v rámci Scia Engineer. Vstupní dialog pro šablony kabelů je přehledný a odpovídá potřebám projektové praxe. Uživatel může okamžitě vidět těžiště výztuže i průřezu. U asymetrických průřezů, jako jsou např. tvary T používané na koncích mostů, to přispívá ke správnému návrhu předpětí. Tabulka geometrických dat vypočítá on-line data související s předpětím a průřezem s trhlinkami v betonu, zatímco uživatel stále zadává tvar kabelu. Tato data zahrnují např. moment setrvačnosti, oblast betonu bez kabelů, modul průřezu k horním vláknům, atd. Uživatel může snadno zadat separované a ohýbané kabely. Dokonce i zakřivené díly mohou být předpínány pomocí speciálních funkcí. Lze používat všechny materiály pro předpětí, jako jsou dráty, kabely a tyče. To znamená, že lze modelovat konstrukce např. ve tvaru asymetrického T, dutinové desky, dvojitá T, základové piloty, filigránové desky a další. Všechna vložená data lze znovu zobrazit v grafickém okně Scia Engineer a v případě potřeby je lze i snadno upravit. Parametry zobrazení uživateli pomohou nastavit obrázek šablony kabelů podle potřeb firmy. Tentýž obrázek bude uložen v dokumentu. Další data, která jsou k dispozici Obsaženo v E

Požadované moduly: esa.00.

Hlavní funkce ► Uživatelem zadané šablony pro předpínací

pro vytištění, zahrnují např. počáteční napětí, šablony otvorů a vlastnosti kabelů. Tento modul se používá v kombinaci s moduly „Fáze stavby“, „Časově závislá analýza“, a „Posudky předpětí“. Tento modul NEMŮŽE fungovat bez modulu ESAS.40: „Výpočet předpjatých konstrukcí“.

výztuž pro předem předpjaté betonové prvky. ► Vícenásobné použití šablon v dalších projektech. ► Parametrizace výztuže ► Umožněno je zadání šablony otvorů pomocí dwg/dxf souboru. ► Nesymetrické šablony kabelů..

esa.17

91


Posouzení předpjatých prutových konstrukcí podle ČSN 73 6207

Modul „Posouzení předpjatých prutových konstrukcí“ je moderním nástrojem pro uživatele, kteří provádějí výpočet předpjatých nosníků a fází výstavby. Nosníky mohou být jakéhokoli průřezu a lze je modelovat v rovinných i prostorových rámech. Modul lze používat s modulem TDA (časově závislá analýza) anebo bez něj. Grafické okno umožňuje snadné posouzení odezvy a kapacity průřezu. Všechny definované fáze výstavby lze vzít také snadno v úvahu. Model pracuje i s průběhem síly a tuhosti betonu v čase. Navíc je možné provést posouzení dovoleného namáhání betonu a kabelů.

Práce s modulem Uživatel pracuje v plně grafickém prostředí. Po úspěšném výpočtu předem předpjatého nosníku může uživatel snadno provést výše uvedené posudky jednotlivých fází výstavby. Posudek lze tedy provést pro kterýkoli okamžik v rámci celé životnosti stavby! Lze např. určit požadovanou výztuž. Výpočet podélné výztuže bere v úvahu uživatelem definované kabely a měkkou výztuž. Veškerá data jsou zřetelně zobrazena. Posudek průřezu (přetvoření, napětí, síla) má svou vlastní stránku s tabulkou pro vnitřní síly vyplývající z (i) předpjetí (primárního/sekundárního), (ii) stálého

Hlavní funkce ► Unikátní nástroj pro analýzu a posudky

92

předpjatých konstrukcí, zejména v kombinaci s fázemi výstavby a časově závislým výpočtem.

esacd.04.07

zatížení a (iii) pohyblivého zatížení. Je dokonce možné provést posudek jednotlivých kabelů, výztuže nebo vlákna betonu. Stárnutí betonu je v modelu zohledněno, tj. pevnost a tuhost betonu závisí na čas betonáže. Zatížení, přetvoření, napětí a vnitřní síly pro průřezy s jednoosým a dvouosým zatížením mohou být revidovány v dvojrozměrném nebo trojrozměrném grafickém okně. Lze posuzovat jak počáteční tak i výsledný stav napětí, přetvoření atd. Počáteční stav je stav průřezu, ve kterém byla aplikována všechna stálá zatížení včetně předpětí; výsledný stav je stav průřezu, ve kterém byla aplikována všechna zatížení (stálá a pohyblivá zatížení včetně předpětí). Provozní napětí v předpjatých kabelech je napětí zahrnující ztráty způsobené dotvarováním, smršťováním a relaxace. Navíc jsou brány v úvahu i ztráty vzniklé elastickou deformací. Je možné vypočítat momentovou únosnost celého nosníku pro výsledný momentový vektor My a Mz - moment kolem osy y, resp. osy z. Tato únosnost může být snadno porovnána s hlavními silami.

Požadované moduly: esas.40, esas.27 or esas.38.

Posouzení předpjatých prutových konstrukcí podle ČSN 73 6207

Lze také posuzovat únosnost jednotlivého průřezu pomocí interakčního diagramu N, My a Mz. Dovolená napětí se posuzují podle paragrafu 6.1.1. Vliv tříd prostředí, množství měkké výztuže a umístění předpínací výztuže lze snadno posoudit pro jednotlivé fáze výstavby.

Závěr


Modul „Posudky předpjatých nosníků“ je snadno použitelný pro projektanty, kteří potřebují posuzovat vyztužené, předem předpínané nosníky podle mezního stavu únosnosti a použitelnosti. Neexistuje žádný rozdíl mezi rovinným a prostorovým ohybem. Všechny fáze výstavby mohou být jednoduše respektovány. Model bere v úvahu reologické stárnutí (vývoj pevnosti a tuhosti betonu v čase). Program funguje snadno a intuitivně. Grafický výstup projektantovi pomáhá získat dobrou představu a umožňuje mu dosáhnout účinnějšího návrhu. Regenerovaný dokument shrnuje výsledky výpočtu a představuje podrobný a jasný grafický výstup.

93 esacd.04.07


Posouzení dutinových panelů EN 1168

Tento modul poskytuje ve spojení se systémem Scia ODA uživateli velmi kvalitní nástroj pro výpočet a posudky dutinových desek s otvory anebo bez nich, a to velmi rychlým a pro uživatele příjemným způsobem. Pomocí modulu Posouzení dutinových desek může uživatel snadno a rychle provést posouzení dle normy EN 1168 a EN 1992-1-1. V podporovaných posudcích je zahrnuto odštěpování povrchu, protlačení a kombinace smyku a kroucení. Pomocí modulu Obecný průřez pak může „hlavní uživatel“ definovat skupiny používaných profilů konkrétních typů vyráběných panelů.

se automaticky provede kontrola a uživatel vidí, zda dutinová deska v pořádku nebo nikoli. Uživatel pracující ve výzkumu a vývoji může vypočítat tzv. diagramy únosnosti. Pomocí modulu pro dávkové zpracování může uživatel vypočítat maximální pole pro předem definovanou šablonu dutinové desky. Může zkoumat vliv jednotlivých parametrů, jako je zatížení, třída betonu, doba zatížení, součinitel dotvarování, šablona kabelů, pro maximální povolené pole.

Tento modul byl vyvinut ve spolupráci s projektanty, kteří se specializují na prefabrikované betonové prvky a výsledkem je účinný přístup ke každodenním problémům projektantů. Základem je filozofie „hlavního uživatele“, kdy vedoucí projektant definuje šablonu výpočtu nebo dokument o výpočtu dutinové desky v programu Scia Engineer a “běžní uživatelé” pak mohou používat tuto šablonu v rámci Scia ODA nebo Scia Engineer. Potřebují pouze zadat parametry definované hlavním uživatelem, čímž se sníží možnost eventuální chyby a zároveň se také značně snižují náklady na opakované zadávání. Knihovna průřezů může obsahovat všechny druhy složených dutinových desek. Hlavní uživatel může snadno stanovit parametry tloušťky spřažené desky. Běžný uživatel pak může zvolit skupinu desek, kterou chce spočítat, a vybrat i vhodné šablony kabelů. Po obnově dokumentu

Hlavní funkce ► Komplexní řešení pro návrh a posudky

94

dutinových panelů, s vlivem fází výstavby a časově závislým výpočtem. ► Podpora posudku podle EN 1168/C1. ► Nový algoritmus pro výpočet smyku

esacd.06.01


Desky s vylehčovacími tvarovkami

Použití desek s vylehčovacími tvarovkami si na trhu získává stále více pozornosti díky mnoha výhodám, které přináší. Princip desky s vylehčovacími tvarovkami je velmi prostý. Mezi horní a dolní statickou výztuž betonové desky se vloží duté plastové tvarovky. Tyto vložky nahradí beton v místech, kde nemá z konstrukčního hlediska žádný přínos. Hlavní výhody jsou následující: • Hmotnost stropu je v porovnání s plnými deskami o 35 % nižší, • Jednotlivá pole mohou být širší, • Konstrukce pater jsou vzdušnější díky menšímu počtu sloupů.


Projektant může použít obecné funkce dostupné v programu Scia Engineer, jako je zatěžování, kombinace, kontrola výsledků, posuzování deformací. Kromě těchto obecných funkcí existují také specifičtější funkce určené přímo pro desky s vylehčovacími tvarovkami (konstrukční norma EC-EN), například: • Knihovna typů vylehčovacích tvarovek, • Automatické určování zón desky s vylehčovacími tvarovkami, • Přizpůsobení tuhosti, • Výpočty podélné výztuže a výztuže protlačení.

Modelování desek s vylehčovacími tvarovkami Modelování desek s vylehčovacími tvarovkami je založeno na obecných možnostech programu Scia Engineer. Projektant vytvoří standardní výpočtový model zahrnující zatížení, zatěžovací stavy, kombinace apod. Typickou sadu zatěžovacích stavů tvoří: 1 Vlastní tíha panelů a dobetonované desky 2 Stálé zatížení podlahy 3 Užitné (pohyblivé) zatížení podlahy 4 Účinky zatížení větrem z náklonu budovy Kombinace pro výpočet vyztužení a vnitřních sil odpovídají standardním kombinacím pro mezní stavy únosnosti a mezní stavy použitelnosti podle normy Eurokód.

Návrh desek s vylehčovacími tvarovkami Návrh probíhá stejně jako u plných spřažených desek. Počítá se se sníženou vlastní tíhou a upravenou tuhostí. Vylehčovací tvarovky (kulové nebo sférické) je nutné vypustit v oblastech, kde smyková síla překračuje sníženou smykovou únosnost vylehčené desky. Takové oblasti jsou nahrazeny plným betonem. Vyskytují se zejména v blízkosti sloupů a stěn, kde jsou smykové síly relativně velké.


Posudky protlačení se provádějí stejně jako u plných plochých desek vzhledem k plným oblastem v okolí sloupů. Stropy lze posuzovat pomocí standardních modulů programu Scia Engineer podle BS 8110 (esacd.02.09), EN 1992-1-1 (esacd.02.01) a EN 1992-1-2 (požár) (esacd.07.01). Přizpůsobení desek s vylehčovacími tvarovkami je vyvíjeno v souladu s normou Eurokód.

Hlavní funkce ► Plná integrace s programem Scia Engineer ► Propojení s programem Allplan pro

dopracování

► Předdefinované knihovny vylehčovacích

tvarovek

► Respektování nové normy EC EN

► Vytvořeno s použitím know-how převzatým

přímo z praxe

► Automatické určení oblastí, v nichž není

použití vylehčovacích tvarovek přípustné

Vylehčovací tvarovky

► Automatické přizpůsobení tuhosti a vlastní

V programu Scia Engineer je k dispozici předdefinovaná knihovna vylehčovacích tvarovek.

► Skutečné výztužné pruty a smyková výztuž

tíhy pro vylehčené a plné zóny

esacd.11.01

95

Desky s vylehčovacími tvarovkami


Určení zón desky s vylehčovacími tvarovkami Uživatel může k výpočtu stropů použít obecné výsledky, uz, Rz, Mx, My, Mxy, Vzx, Vzy. Pro vylehčovací tvarovky byla vyvinuta speciální funkce pro posuzování ploch, u nichž selhává smyková únosnost stropů s vylehčovacími tvarovkami. Program Scia Engineer automaticky určí, v kterých oblastech není použití vylehčovacích tvarovek přípustné. Na těchto plochách budou vytvořeny podoblasti z plného betonu. Program Scia Engineer provede přizpůsobení vlastní tíhy a tuhosti tak, abyste získali správné výsledky. Tato rozložení lze exportovat do souboru DWG nebo přímo do programu Allplan. Poté může uživatel vytvořit vhodné uspořádání koulí pro výrobu např. v programu Allplan. Výztužné pruty V programu Scia Engineer lze navrhnout také podélnou výztuž desky (k tomu je zapotřebí modul esacd.02). Uživatel může použít stávající modul pro návrh vyztužení podle BS 8110 a EN 1992-1-1 pro veškeré výztuže ve všech směrech. Může definovat krytí, třídu prostředí a průměry výztuže pro každou stranu desky. Všechny vrstvy výztuže lze uložit do souboru ASF. Tento formát souborů se používá k exportu výztuže z programu Scia Engineer do programu Allplan. Smyková výztuž

96

Pomocí standardního modulu pro posudek protlačení (esacd.03) lze posoudit protlačení nad podporou. Tento modul byl rozšířen také o možnost posouzení protlačení u desek s vylehčovacími tvarovkami. Modul posoudí protlačení ve všech potřebných obvodech a provede číselné vynesení výztuží. U desek s vylehčovacími tvarovkami lze teoretické smykové výztuže převést do reálného uspořádání pomocí sady praktických odkazů. Uspořádání výztuže proti protlačení je praktickou interpretací EC2.

esacd.11.01

Rozšířené funkce Dále je také možné nahradit navržené výztuže uživatelem definovanými výztužemi. K dispozici jsou doplňkové posudky pro vodorovný smyk na rozhraní mezi prefabrikovanými díly a betonem litým v místě výstavby. Podle nové normy EN, článku 6.2.5, lze provést posouzení spojovací roviny (rozhraní) mezi prefabrikovaným panelem a dobetonovanou deskou. Uživatel může pro účely posudku definovat drsnost horní plochy panelu a jeho tloušťku. K výztuži přispívající k vodorovné smykové únosnosti patří výztuž proti protlačení (první mez), výztuž příhradového vazníku (druhá mez) a kombinovaná výztuž příhradového vazníku a klecí pro koule za druhou mezí, tj. ve vylehčené ploše. Výstup všech posudků lze přesměrovat do dokumentu programu Scia Engineer.

Interoperabilita Model spolu s výztužemi lze nakonec odeslat do programu Nemetschek Allplan k detailnímu dopracování a finalizaci výkresů s využitím automatických nástrojů, které celý proces výrazně zlevňují.

Spřažené železobetonové pruty, EN 1994, BS5950

Moduly posuzování spřažených železobetonových prutů podle norem EN 1994 a BS5950 slouží k návrhu spřažených prutů a jsou integrální součástí systému statických výpočtů Scia Engineer. Stavební inženýři mohou pomocí tohoto interaktivního grafického nástroje provádět automatické posuzování napětí, stability a tuhosti spřažených prutů ve fázi dokončení (spřažené) i ve fázi výstavby (nespřažené). Kromě toho nástroj umožňuje navrhovat požární odolnost pro spřažené pruty.

Postup návrhu Návrh spřažených prutů je definován pro rovinné a prostorové konstrukce z ocelových nosníků. Všechny parametry návrhu jsou zaváděny v souladu se standardem systému Scia Engineer prostřednictvím knihoven propojených s vlastnostmi ocelových nosníků, a to včetně dat desek, dat prutů apod. V systému Scia Engineer jsou k dispozici následující knihovny: • 2D výztužná síť; • Profilované mostovky; • Prefabrikované mostovky; • Prostředky spřažení; • Izolace. Parametry návrhu Ve fázi výstavby lze použít pomocné podpěry ke zmenšení průhybů a k zabránění překročení únosnosti ocelových nosníků před dosažením dostatečné pevnosti betonu. Je-li prut během výstavby podepřen, není nutné provádět posudek a návrh pro fázi výstavby. Všechny pruty lze navrhovat s předpokladem, že celé zatížení působí na spřažený prvek v mezním stavu únosnosti. Není-li prut podepřen, posudky pro fázi výstavby


jsou nezbytné. V úvahu lze brát také předem vnesené vzepětí. Uživatelé mohou určovat kmitání stropů zadáním přípustných limitů průhybu a limitů vlastní frekvence nosníků. Typy desek Software podporuje následující typy desek: • Plné desky betonované na stavbě; • Plné desky s náběhem betonované na stavbě; • Prefabrikované dutinové desky; • Spřažené desky z betonu a ocelových profilů, betonované na stavbě. Prostředky spřažení Spřažení mezi ocelovým nosníkem a betonovou deskou je vytvářeno pomocí vhodně navržených a podrobně rozpracovaných prostředků spřažení. Prostředky spřažení lze vybírat z knihovny. Jsou podporovány různé typy těchto prostředků, například trny, U-profily, prvky Bar Hoop a Hilti. Spřažené pruty ve fázi dokončení jsou považovány za trvale vzepřené. Pro posudky ve fázi výstavby může uživatel zadat bodové a spojité vzpěry použitelné v horním, dolním, horním i dolním nebo prostředním bodě prutu. Výztuž Výztužná síť působí zejména jako prevence

Dimenzování ostatních materálů

Modul pokrývá následující témata: • Výpočty návrhů ve fázi dokončení (spřažené) a výstavby (nespřažené) pro MSÚ, MSP a mezní stavy požáru; • Použití standardních a uživatelem definovaných profilovaných ocelových mostovek; • Použití plných desek, plných desek s náběhem a dutinových desek; • Podepřená a nepodepřená konstrukce prutu; • Generování zatížení podlahy pro sekundární nosníky; • Použití betonu s normální hustotou (NWC) a lehkého betonu (LWC); • Použití prostředků spřažení s hlavicí, Hilti, Bar Hoop a U-profilů.

Hlavní funkce ► Integrace do systému Scia Engineer pro

kompletní budovy - strom Spřažené průřezy

► Propojení s osvědčeným posu-zováním

ocelových konstrukcí dle EN1993 & BS2000 pro návrh ve fázi výstavby ► Posudkové režimy umožňují posuzovat uživatelem upřed-nostněné řezy nosníků nebo provádět jednorázové posuzování. ► Návrhy pro fáze dokončení a výstavby: Měrná tíha mokrého a suchého betonu s podepřením i bez ► Možnosti profilů desek: Výběr z knihovny komerčních výrobků (UK) nebo vytváření vlastních uživatelských průřezů ► Možnosti typů desek: Výběr lehkého betonu, plných desek, desek s náběhem a prefabri-kovaných dutinových jednotek ► Výběr typů prostředků spřažení: Knihovna komerčních výrobků (UK) s typy trnů, spřažovacími prvky s hlavicí, U profily a prvky Bar Hoop ► Výběr za tepla válcovaných ocelových průřezů Scia Engineer: i profily, obdélníkové trubky (RHS), SHS a prefabrikované i profily

esascd.01.01 / esascd.01.09

97

Spřažené železobetonové pruty, EN 1994, BS5950

vzniku trhlin, zároveň však také jako příčná výztuž. Horní výztužná síť posiluje podélnou smykovou únosnost desky ve svislých rovinách, nepřispívá však k ‚tunelové‘ smykové ploše v okolí prostředků spřažení. Dolní výztužná síť ani vložky se u profilovaných mostovek obvykle nepoužívají, protože jejich funkci zastává deska. Chce-li uživatel umístit volné vložky do žlabů profilovaných mostovek nebo plných desek s náběhem, měl by použít výztužné pruty, protože použití sítí je v těchto případech nepraktické.


Zatížení Pro fáze výstavby i dokončení lze zadat rovnoměrná, bodová i spojitá zatížení podle standardu systému Scia Engineer. Zatížení prutů lze definovat také jako plošná zatížení prostřednictvím zatěžovacích panelů, které rozkládají plošné zatížení na pruty. Fáze návrhu Fáze jsou brány v úvahu a je třeba je definovat, je-li vybrána funkce spřažení. V úvahu se berou následující fáze: ‚fáze výstavby‘ (jen ocelové nosníky) a ‚fáze dokončení‘ (spřažení). Zatížení se definují jednotlivě pro každou fázi. Návrh fáze výstavby lze v systému Scia Engineer provádět podle standardu EN1993 nebo s posuzováním návrhu BS5950.

98 esascd.01.01 / esascd.01.09

Výsledky

Požární odolnost

Výsledky výpočtů se zobrazují ve standardním grafickém zobrazení Scia Engineer nebo v uživatelsky příjemnějším logickém rozložení stromového typu. Výsledky jsou dostupné v několika úrovních podrobností, od souhrnné po podrobný protokol o výpočtu.

Požární odolnost lze u spřaženého průřezu zpracovat v rámci spřaženého návrhu.

Tiskové výstupy K dispozici jsou dvě varianty tiskových výstupů – podrobný výstup a jednoduchý stránkový souhrn. Oba lze před odesláním do dokumentu nebo na tiskárnu zobrazit na obrazovce formou náhledu. Do tiskových náhledů a dokumentů systému Scia Engineer lze přirozeně doplnit podrobné informace o společnosti uživatele a její logo.

K tomu je třeba, aby uživatel zadal křivku závislosti teploty na čase, dobu požární odolnosti a požadavky na ochranu. Jako křivku závislosti teploty na čase lze použít standardní křivku teplota/čas, křivku vnějšího požáru nebo uhlovodíkovou křivku. Rovněž lze určit typ protipožární izolace. Uživatel může vybírat následující položky ze standardní knihovny: • Název výrobce; • Zapouzdření; • Typ izolace.

Spřažené železobetonové sloupy, EC-EN 1994

Spřažené sloupy tvořené ocelovými trubkami vyplněnými betonem (CFT) jsou celosvětově stále oblíbe-nějším řešením v konstrukčních aplikacích. Tento typ sloupů může nabídnout množství výhod, například vysokou pevnost, tažnost a velkou energetickou absorpční kapacitu stejně jako urychlení výstavby, pozitivní dopady na spolehlivost a bezpečnost nebo možnost použití jednoduchých standardizovaných spojovacích prvků. Dnešní možnosti výroby tříd betonu s vyšší pevností v tlaku navíc dovolují navrhovat štíhlejší sloupy a zvětšovat tak volný podlahový prostor.

Průřez spřažených sloupů


Posuzování návrhu lze provádět pro šest válcovaných nebo svařovaných typů spřažených průřezů, jak ukazuje následující tabulka.

Metody výpočtu Posudky spřaženého návrhu lze provádět pro lineární i nelineární kombinace. U obou typů výpočtů jsou rozebrány parametry, které vystupují v posudku a jsou specifické pro lineární nebo nelineární kombinace. Lineární kombinace • Účinky druhého řádu: Je posuzována použitelnost podle článku 5.2.1(3) normy EC-EN. Účinky jsou zapracovány podle článku 6.7.3.4(5). • Momenty od imperfekce prvků: Vliv geometrických a struktu-rálních nedokonalostí se bere v úvahu prostřednictvím ekvivalentních imperfekcí prvků, jak je uvedeno v tabulce 6.5. • Modifikovaný moment: Momenty získané z lineárního statického výpočtu jsou upraveny na základě momentů druhého řádu a poté jsou vypočteny momenty od imperfekcí výše uvedeným postupem. Nelineární kombinace • Účinky druhého řádu: Při nelineárním výpočtu se neberou v úvahu. • Imperfekce prvků: Provádí-li se nelineární výpočet bez zahrnutí vlivu imperfekcí do výpočtu, počítá se s nimi v posudku návrhu podle tabulky 6.5; v opačném případě, provádí-li se nelineární výpočet s ohledem na imperfekce, neobjeví se tyto imperfekce v posudku návrhu. • Modifikovaný moment: Momenty získané z nelineárního výpočtu se upravují přidáním momentů od imperfekcí, pokud nebyly imperfekce uplatněny již ve výpočtu. • Osový posudek: Je třeba počítat s tím, že u


osového posudku pro nelineární kombinaci není prováděn samostatný posudek vzpěru. To znamená, že osová únosnost se bere jako plastický moment únosnosti spřaženého průřezu (získaný podle popisu v sekci 4.1.1 níže) a odpovídající využití je definováno jako poměr osové síly v řezu k plastické tlakové únosnosti.

Posudky návrhu: mezní stav únosnosti Posudky se provádějí podle EN 1994-1-1:2004. Posudky návrhu pro průřezy spřažených sloupů jsou založeny na zjednodušené návrhové metodě použitelné pro prismatické průřezy sloupů s dvojitě symetrickými řezy. Provádějí se různé posudky. Únosnost prvků pod osovým tlakem: Tento typ posudku zahrnuje: • plastickou tlakovou únosnost spřaženého průřezu, • výpočet pružné kritické normálové síly, • výpočet efektivní ohybové tuhosti, • účinek dlouhodobých vlivů: snižování modulu pružnosti betonu, • použití evropských vzpěrných křivek, • výpočet nedimenzační štíhlosti, • vyhodnocení vzpěrné únosnosti vůči tlaku, • výpočet procenta využití pro únosnost pod osovým tlakem.

Hlavní funkce ► Podpora devíti průřezů v tomto modulu.

► Analýza může být provedena pro lineární

nebo nelineární kombinaci.

► Možnost vytvářet uživatelem definované

třídy betonu.

► Tento modul bere v úvahu časově závislé

faktory při výpočtu ohybové tuhosti.

► Posudek MSÚ zahrnuje prostý osový

posudek, kombinaci osového a rovinného ohybu, kombinaci osového a prosto-rového ohybu, posudek podélného smyku, posudek příčného smyku. ► Možnost generovat podrobný výstup se všemi pomocnými výpočty a použitými články normy

esascd.02.01

99


Spřažené železobetonové sloupy, EC-EN 1994

Kombinace tlaku a rovinného ohybu Únosnost prvku vůči kombinaci tlaku a rovinného ohybu se vyhodnocuje pomocí interakční křivky (článek 6.7.3.6). Kombinace tlaku a prostorového ohybu Vyhodnocuje se únosnost průřezu vůči kombinaci tlaku a prostorového ohybu podle článku 6.7.3.7, rovnice 6.47. Vliv příčného smyku na ohybovou únosnost Vliv příčných smykových sil na únosnost vůči ohybu a normálové síle se bere v úvahu při určování interakční křivky podle článku 6.7.3.2(3). Únosnost ve smyku Ověřuje se podélná smyková síla na rozhraní mezi betonem a ocelí podle článku 6.7.4.3.

Posudky návrhu: působení ohně Informace o výpočtech požární odolnosti naleznete v normě EN 1994-1-2:2005. Následují výpočtové modely použité k posuzování odolnosti sloupu v případě požáru: • Plně zabetonované průřezy: posudek podle tabulkových dat v tabulce 4.4 • Částečně zabetonované průřezy: Vyvážený součtový model popsaný v příloze G. • Kruhové duté průřezy vyplněné betonem a obdélníkové (nebo čtvercové) duté průřezy vyplněné betonem: Zobecněná návrhová metoda popsaná v článku 4.3.5.1 i alternativní návrhová metoda popsaná v příloze H

100 esascd.02.01

Posouzení hliníkové pruty - EN 1999-1-1

Návrh hliníkových konstrukcí podle EN 1999 poskytuje inženýrům kvalitní nástroj, plně integrovaný do programu Scia Engineer. Modul umožňuje návrh a posudek (včetně optimalizace) 2D a 3D prutových konstrukcí z hliníkových slitin podle EN. Návrh prutů je možné použít nejen pro profily z databáze průřezů ale i pro uživatelsky zadané průřezy. Tvary průřezů mohou být uživatelem zadány graficky přímo v prostředí Scia Engineer nebo do programu naimportovány ve formátech *.dxf, *.dwg nebo *.ifc.


Uživatel při zadání definuje profil, imperfekce, podélné svary, HAZ data (tepelně ovlivněné oblasti) a další vstupní údaje jak je požadují normové posudky a metodika výpočtu programu Scia Engineer. Hliníkové slitiny jsou definovány v databázi materiálů podle normy s možností zadat vlastní materiály. Výstupy posudků hliníkových konstrukcí jsou založeny na běžných výstupech Scia Engineer s využitím všech standardních možností výstupů v dokumentu a v galerii obrázků.

Vlastnosti a funkce Posudek hliníkových konstrukcí je v programu Scia Engineer implementován podobně jako posudek ocelových konstrukcí. Výpočet a posudek hliníkových prutových konstrukcí lze provádět se zohledněním technologických a fyzikálních vlastností těchto prvků. Podporované funkce: • Databáze hliníkových profilů • Zadání obecného tvaru průřezu • Zahrnutí vlivu podélných a příčných svarů na únosnost prvku • Posudek vázaného kroucení, prováděný jako pružně - plastický posudek • Stabilitní posudek • Zadání vzpěr bránících klopení • Zadání výztuh • Zadání příčných výztuh • Optimalizace průřezu • Výstupy do dokumentu a galerie obrázků Materiály Běžné materiály hliníkových slitin podle EN 1999-1-1 jsou nadefinovány v knihově materiálů Scia Engineer. Uživatel má možnost zadat také vlastní materiál.

obecných tvarů profilů pomocí modulu obecný průřez. U takového zadání se definuje i jeho tenkostěnná reprezentace. Zadání profilů je usnadněno možností importu z *.dxf, *.dwg a *.ifc.

Hlavní funkce

U svařovaných prvků se zohledňují tepelně ovlivněné oblasti průřezů redukcí průřezových charakteristik (redukovaný tvar profilu).

► Nejnovější norma EN

Průřezy

Podélné svary

► Počáteční tvar a redukované průřezové

K běžným hliníkovým profilům z knihovny průřezů je definován počáteční tvar. Je umožněno zadání

Podélné svary lokálně oslabují prvek a mohou tak značně ovlivnit výsledný kombinovaný posudek.

► Integrovaný nástroj na klasifikaci průřezu.


► Možnost zadat podélné svary a tepelně

ovlivněné zóny

► Import obecného průřezu přes dxf / dwg / ifc

charakteristiky

esaad.01.01

101

Posouzení hliníkové pruty - EN 1999-1-1


Definují se jako přídavná data a jsou umožněny běžné manipulace. Štíhlé průřezy a tepelně ovlivněné oblastí Jsou podporovány tenkostěnné profily (třída 4) a tepelně ovlivněné (HAZ) zóny. Tyto parametry se definují pomocí počátečního tvaru a redukovaných průřezových charakteristik. Klasifikace průřezů Pro klasifikaci průřezů se zadává původní tvar. Klasifikace pak probíhá pro každou složku zatížení jednotlivě určené průřezové charakteristiky. Nastavení Menu nastavení je provedeno obdobně jako nastavení pro posouzení prutových prvků ocelových konstrukcí. Obsahuje následující: • Posudek prvku • Výchozí hodnoty pro vzpěr • Relativní deformace • Alternativní hodnoty • Hodnoty pro Národní aplikační dokument

Normová nastavení V případech kdy norma umožňuje různé metody řešení, má uživatel možnost takové postupy zvolit výběrem mezi implicitní metodou a jejími alternativami. Národní aplikační dokumenty Je podporováno zadání rozdílných hodnot podle jednotlivých Národních aplikačních dokumentů.

Další dostupné funkce

102

• Analýza klopení dle teorie 2. řádu. • Podpora analýzy klopení je stejná jako v případě posudku pro pruty ocelových konstrukcí. • Výpočet vlastních tvarů pro zjištění Mcr • Výpočet podle teorie druhého řádu v souladu s normou (v pružně-plastickém režimu)

esaad.01.01

• • • • • • •

Obecný výpočet druhého řádu Štíhlost hliníkových prutů Zadání počátečních imperfekcí e0,y a e0,z Lokální imperfekce podle EC9 Uživatelské zadání Mcr Optimalizace průřezu Vylepšený jednotkový posudek

Vylepšený jednotkový posudek nyní podporuje dokument (editor tabulek). Jednotkový posudek umožňuje přímý přístup k zadání vzpěrnostních systémů a koeficientů na prutu.

Základová patka, EN 1997-1

Typ podpory Základová patka rozšiřuje širokou škálu typů podpor v programu Scia Engineer. Od nynějška lze kromě tuhosti, která je brána v úvahu v rámci konstrukce, posuzovat také stabilitu základové patky podle EN 1997-1: Navrhování geotechnických konstrukcí – Část 1: Obecná pravidla, 2004. Lze provádět tři samostatné posudky: • Posudek únosnosti, • Posudek únosnosti proti sesuvu, • Posudek excentricity.

Zakládání

Kromě toho je nově zaveden nástroj AutoDesign pro optimalizaci rozměrů základové patky. Je možné zadat maximální napětí přijaté z geotechnické sestavy a použít tuto hodnotu v automatickém návrhu. Vlastnosti základové patky jsou definovány: • Geometrií základové patky, • Vlastnostmi podloží. K dispozici jsou návrhové a optimalizační nástroje pro jednu nebo více vybraných základových patek spolu s nástrojem Celkový AutoDesign pro optimalizaci všech základových patek v modelu.

Geotechnické kombinace Pro posudek základů jsou k dispozici sady B a C kombinace EN-ULS (STR/GEO) definované normou EN 1990. Pro účely posuzování je automaticky vytvořena skupina výsledků GEO. Tato skupina obsahuje všechny kombinace typů: EN-ULS (STR/GEO) sada B a EN-ULS (STR/GEO) sada C. Druhá kombinace se využívá specificky pro navrhování geotechnických konstrukcí podle návrhového přístupu 1.

Vstup údajů o základové patce Snadno ovladatelné dialogové okno Základová patka se používá k zadávání geometrie a dalších vlastností základových patek. Kromě toho je s vlastnostmi základové patky propojena knihovna podloží.

Posudek stability základové patky Obecně se provádějí tři samostatné posudky: • Posudek únosnosti se provádí podle čl. 6.5.2 a přílohy D normy EN 1997-1. Svislé návrhové zatížení Vd musí být menší nebo rovno únosnosti Rd. • Posudek únosnosti proti sesuvu se provádí podle čl. 6.5.3 normy EN 1997-1. Vodorovné návrhové zatížení Hd musí být menší nebo rovno součtu únosnosti proti sesuvu Rd s kladnou výslednicí postranního tlaku zeminy na

základnu Rp,d. • Posudek excentricity se provádí podle čl. 6.5.4 normy EN 1997-1. U zátěží s vysokou excentricitou jsou nutná zvláštní opatření. Při provádění posudku závisí uplatněné součinitele spolehlivosti a únosnosti na výběru jednoho ze tří návrhových přístupů v nastavení geotechniky. Sada součinitelů spolehlivosti se načítá z nastavení takto:

AutoDesign K dispozici je také optimalizační nástroj pro základové patky. Uživatelé pomocí něj mohou snadno najít optimální geometrii základové patky. Uživatel může vybrat kterýkoli rozměr základové patky nebo dokonce optimalizovat více parametrů v jednom kroku. Tento proces se nazývá optimalizace citlivosti, protože ověřuje citlivost různých parametrů na posuzování. Pro každý z trojice hlavních posudků lze nastavit maximální limit posudku.

Hlavní funkce ► Rychlý posudek stability patky i její

optimalizace.

► Posudek celé konstrukce i základových

patek v jednom prostředí.

► Optimalizace: uživatel může optimalizovat

jeden nebo více rozměrů patky. Díky možnosti nastavení vazeb mezi parametry je možné optimalizovat více rozměrů v jednom kroku. Scia Engineer zobrazí finální návrh patky. ► Optimalizace patky může být provedena v jednom kroku s optimalizací celé konstrukce. ► Je dostupný podrobný výpis vstupních dat, výsledků a použitých článků normy. ► Jednotkový posudek vyhledá který z posuzovaných vlivů je pro patku kritický.

esafd.02.01

103

Scia operuje prostřednictvím mezinárodní sítě kanceláří, zástupců, distributorů, prodejců a členů skupiny Nemetschek Group. Jejich úplný seznam naleznete na našich internetových stránkách.

www.nemetschek-scia.com

BR.0218.CZ.1111

Kanceláře Nemetschek Scia & Distribuční síť Nemetschek Scia

Scia Engineer katalog

Recommend Documents