Kapacitní návrh (EN)

1 Nový projekt

Otevřete si aplikaci IDEA StatiCa (stáhněte si nejnovější verzi) a otevřete si stažený zdrojový soubor. Návrh styčníku je již proveden a můžete spustit posudek analýzy Napětí/Přetvoření.

2 Výpočet a posudek

Analýzu spustíte pomocí tlačítka Výpočet v horním pásu karet. Model je automaticky vygenerován, úloha vyřešena a výsledky jsou prezentovány. 

Pro standardní analýzu Napětí/Přetvoření je styčník navržen správně a vyhovuje normě.

Doporučujeme nyní provést kopii pomocí tlačítka Kopírovat, abychom uchovali vytvořená data.

3 Kapacitní návrh

V nově vytvořené položce projektu (CON2), změníme typ analýzy na CD – Kapacitní návrh 

Disipativní položka musí být přidána stejně jako výrobní operace. Můžeme ji zadat pomocí tlačítka v horním pásu karet nebo pomocí kliknutí pravého tlačítka na strom entit.

Prvek nebo plech, kde má dojít k výskytu plastického kloubu musí být vybrán. Na tuto entitu bude aplikován faktor tahového zpevnění a také faktor zvyšující materiálové vlastnosti. Nyní zvolíte prvek IPE360.

Ve vlastnostech prvku IPE360 jsou parametry, které musíme správně definovat. Nejdříve ze všeho změníme Typ model una N-Vz-My, protože styčník může odolávat ohybovému momentu pouze v rovině rámu a ohyb okolo měkké osy prvku musí být omezen. Dále pak "Síly v" musí být definovány délkou, kde se má vyskytovat plasticky kloub.

Jak víme, jakou zadat hodnotu? Inženýr se musí rozhodnout kde se bude plasticky kloub vyskytovat. Většinou se plastický kloub očekává na nosníku. V tomto příkladu se bude plastický kloub vyskytovat těsně za lícem výztuhy na nosníku. Je šikovné si polohu výztuhy vyčíst z kóty v 3D scéně.

V dalším kroku je třeba definovat zatížení. Zatížení pro seismický posudek jsou normově závislá, závislá na typu konstrukce, lokaci konstrukce atd.

Zatížení pro tento příklad byly definovány takto:

\[M_{\textrm{Ed}} = \gamma_{\textrm{sh}} \cdot f_{\textrm{y,ov}} \cdot W_{\textrm{p}l} = 1.2 \cdot 447.75 \cdot 10^6 \cdot 1.0218 \cdot 10^{-3} = 544.12 \, \textrm{kNm} \]

\( \gamma_{\textrm{sh}} = 1.2 \) 

\( f_\textrm{y} = 355 \, \textrm{MPa} \)

\( f_{\textrm{y,ov}} = f_\textrm{y} \cdot \gamma_{\textrm{ov}} = 355 \cdot 1.25 = 443.75\, \textrm{MPa} \)

\( \gamma_{\textrm{ov}} = 1.25 \) 

\( W_{\textrm{pl,IPE360}} = 1.0218 \cdot 10^6 \, \textrm{mm}^3 \)

\[ V_{\textrm{Ed}} = \frac{2 \cdot M_{\textrm{Ed}}}{L_{h}} = 2 \cdot \frac{544.12}{7.32} = 148.67 \, \textrm{kN} \]

\(L_{h} = 7.32 \, \textrm{m} \, -\)vzdálenost mezi plastickými klouby na nosníku

Zadáte působící vnitřní síly (My+V) jako účinek nový účinek zatížení (LE).

Smyková síla a ohybový moment musí být zadán s odpovídajícím znaménkem tak, aby se hodnota ohybového momentu snižovala směrem od uzlu.

Je užitečné pouze zkopírovat již zadaný zatěžovací stav… A pouze změnit orientaci působících sil tak, aby byla orientace opačná k prvnímu stavu.

Nyní můžete spustit analýzu Kapacitní návrh pomocí tlačítka Výpočet.

Poté co jsou dodány výsledky tak vidíme, že styčník nevyhovuje dle normových posudků. Musíme změnit návrh, aby styčník vyhověl.

Nejdříve zvětšíme tloušťku čelní desky. Tloušťka 25 mm bude dostatečná.

Poté přidejte zesílení stěny sloupu abychom zvýšili kapacitu sloupu. Přidejte zesílení pomocí výrobní operace Výztužný plech.

Zesílení bude připojeno pomocí tupých svarů ke stojině sloupu. Svary k pásnicím musíte také definovat.

Čtyři svary musí být přidány pro připojení zesílení k obou pásnicím sloupů. Opět jako tupé svary.

Nyní musíme oříznout výztuhy sloupu plechem zesílení a svařit je pomocí tupých svarů. Výrobní operace Ořez plechu je správná volba pro tuto úlohu.

Čtyři výrobní operace Ořez plechu musíme definovat pro propojení všech čtyř výztuh na zesílení.

Nyní jste provedli všechny změny v návrhu nutné pro nové posouzení styčníku. Spustíte výpočet. Z výsledků je patrné, že všechny komponenty styčníku vyhovují dle normového posudku.

Výskyt plastického kloubu můžete potvrdit, pokud si zapnete pohled na Plastické přetvoření.

Plastický kloub je realizován přesně v místě, kde byl očekáván a všechny normové posudky jsou vyhovující. Styčník vyhovuje na Kapacitní návrh.

Pro více informací můžete navštívit naše Teoretické základy.

4 Protokol

V posledním kroku můžeme přejít na kartu Protokol, kde je možnost zvolit si z různých stylů výstupního dokumentu.

Provedli jste kapacitní návrh ocelového styčníku dle eurokódu (EN).