Ve skutečnosti singularity, nebo případně z nich plynoucí koncentrace napětí nevznikají v takové míře jako v modelu. V podstatě nemá význam vyhodnocovat výsledky v oblasti singularit. Zcela jistě má ovšem význam vyšetřit a zjistit případná místa vzniku singularit, protože mohou poukázat na skutečné problémy v modelu. Praktickým příkladem při návrhu betonových konstrukcí je například ověření možnosti protlačení v oblasti singularit.
Při návrhu železobetonových konstrukcí v programu RFEM jsou singularity často důvodem, proč nelze provést posouzení.
Kde mohou vznikat singularity?
- Bodové podpory nebo soustředěná zatížení
- Konvexní rohy, případně rohy otvorů
- Skokové změny v tuhosti (například skoková změna v tloušťce desky)
- Počátek a konec žeber
- Počátek a konec liniových podpor nebo stěn
Rozpoznání singularit
Při analýze MKP lze singularity rozpoznat, pokud na příslušném místě v modelu zjemníme síť zahuštěním sítě konečných prvků. Pokud výsledná hodnota závislá na napětí v pozorované oblasti roste a daná oblast se přitom zmenšuje, pak se s největší pravděpodobností jedná o místo výskytu singularity.
Řešení singularit
V programu RFEM 6 lze singularitám a z nich plynoucí nemožnosti dokončit posouzení zamezovat různými způsoby.
Úprava výsledků plochy
V programu RFEM 6 máme možnost výsledky na plochách upravovat a vyhladit výsledné špičky. Výsledky v zadané oblasti se místo skutečného průběhu zobrazí jako zprůměrované hodnoty. Volby pro "Úpravy výsledků ploch" lze najít pod "Speciálními objekty" v navigátoru. Při úpravách výsledků na plochách je třeba technicky stanovit příslušnou základní plochu.
Integrovaná plocha
Jako alternativu k úpravám výsledků na ploše o rozměrech průřezu sloupu lze plochy modelovat a integrovat do stávající plochy. Tyto plochy je pak třeba z posouzení vyloučit.
Roznesení zatížení
Abychom zabránili účinkům singularit, můžeme také osamělá nebo liniová zatížení převést na plošná zatížení. Možný postup, při kterém použijeme funkci "Volná obdélníková zatížení", uvádíme níže. V nabídce "Upravit globální parametry" označuje t tloušťku betonové plochy, F je uzlové zatížení a fí úhel roznášení zatížení.
Obě uvedené metody (úpravy výsledků ploch a integrovaná plocha) lze použít jak u sloupů, tak u konvexních rohů. Obecně postačuje obvykle provést úpravy výsledků na plochách. V případě nelineárních výpočtů ovšem úpravy výsledků na plochách nemusí mít požadovaný účinek, protože během výpočtu dochází k redistribuci vnitřních sil, a mohou tak vznikat nové účinky singularity.
Metoda posouzení u desek
Při posouzení desek mohou vznikat singularity vlivem vysokých normálových sil, například v důsledku bodového podepření. Tato metoda posouzení navíc může posilovat účinky singularity, které pak znemožňují dokončit posouzení. U desek se proto doporučuje deaktivovat optimalizaci návrhových vnitřních sil (v navigátoru) pod položkou "Posouzení železobetonových konstrukcí", "Konfigurace mezního stavu únosnosti", "Plochy".
Omezené použití uzlových a liniových zatížení
Abychom se vyhnuli účinkům singularit, doporučuje se namísto uzlových a liniových zatížení použít plošná zatížení.
Zaoblení konvexních rohů
Jak u konvexních rohů, tak u rohů na otvorech lze v případě potřeby použít funkce "Vytvořit zaoblený roh " nebo "Vytvořit roh s úkosem". Obě funkce najdeme v hlavní nabídce "Nástroje" "Modifikovat linie ". Obecně lze ovšem mnoho případů singularit dostatečně řešit vyhlazením oblastí.
Podepření
Jak zamezíme singularitám na uzlových a liniových podporách, popisujeme v tomto článku: