Uzlové podpory

Konstrukce vede svá zatížení přes podpory do základů. Bez uložení by byly všechny uzly volné a v jejich posunech a pootočeních neomezené. Má-li uzel působit jako podpora, musí být alespoň jeden ze stupňů volnosti uzamčen nebo omezen pružinou. Kromě toho musí být uzel součástí prutu.

Deformace omezením uzlu jsou možné pouze pro odpovídajícím způsobem podepřené uzly.

Pokud chcete uzlové podpoře přiřadit nelineární vlastnosti, můžete definovat kritéria selhání pro tahové nebo tlakové síly, trhání a mez kluzu nebo pracovní a tuhostní diagramy.

Názvový symbol uživatelem definované uzlové podpory označuje držené stupně volnosti. Následující typy podpor jsou předdefinovány:

• Articulated
• Rigid
• Translatable
• Translatable in X‘
• Translatable in Y'

Basis

Karta Basis spravuje základní parametry podpory.

Souřadnicový systém

Každá uzlová podpora má lokální souřadnicový systém. Standardně je orientován rovnoběžně s globálními osami X, Y a Z. Pokud jste vytvořili uživatelem definovaný souřadnicový systém nebo jej definujete tlačítkem , můžete použít i tento referenční systém.

Podporové podmínky

Podporové podmínky jsou rozděleny na 'Translační' a 'Rotační' stupně volnosti. První popisují podpory ve směru os podpory, druhé omezení kolem těchto os.

Chcete-li definovat podporu nebo omezení, zaškrtněte políčko pro příslušnou osu. Zaškrtnutí symbolizuje, že stupeň volnosti je uzamčen a posun nebo pootočení uzlu ve nebo kolem odpovídajícího směru není možné.

Není-li přítomna podpora nebo omezení, odstraňte zaškrtnutí příslušného políčka. Konstanta translační nebo rotační pružiny se pak nastaví na nulu. 'Konstantu tuhosti' můžete kdykoli upravit, abyste modelovali pružnou podporu uzlu. Zadejte tuhosti pružin jako návrhové hodnoty.

Ve sloupci Nelinearita můžete cíleně řídit přenos vnitřních sil pro každou složku. V závislosti na stupni volnosti jsou v seznamu nelinearit k dispozici odpovídající položky.

Nelineárně působící podpory jsou v grafice zobrazeny odlišnou barvou.

Selhání, je-li podporová síla/-moment negativní, resp. pozitivní

Tímto lze jednoduše řídit, zda podpora může přenášet pouze pozitivní, resp. negativní síly nebo momenty: Působí-li síla nebo moment v zakázaném směru, tato složka podpory selže. Ostatní držení a omezení zůstávají nadále účinné.

Směry 'negativní' a 'pozitivní' se vztahují k silám nebo momentům, které jsou vzhledem k příslušným osám vneseny do uzlové podpory (tedy ne reakční síly ze strany podpory). Znaménka vyplývají ze směru globálních os: Je-li například globální osa Z orientována dolů, má zatěžovací stav "Vlastní tíha" za následek pozitivní podporovou sílu P_Z.

Selhání všech, je-li podporová síla/-moment negativní, resp. pozitivní

Na rozdíl od výše popsaného selhání jednotlivé složky podpora zcela selže, jakmile je složka neúčinná.

Vyberete-li jinou nelinearitu, můžete parametry definovat na kartách Částečná účinnost, Diagram nebo Tření.

Možnosti

Pomocí políček této sekce můžete nastavit další vlastnosti uzlové podpory. V závislosti na výběru se doplní karty Specifický směr nebo Tuhost pomocí fiktivního sloupu.

Specifický směr

Karta Specifický směr nabízí možnost pootočit podporu. Nemusíte tak vytvářet uživatelem definovaný souřadnicový systém.

Typ směru

Pro orientaci podpory je k dispozici několik možností: Můžete pootočit podporu kolem os podpory X', Y' a Z', orientovat ji na jeden nebo dva uzly nebo umístit rovnoběžně s prutem. Objekty můžete k tomu vybrat graficky tlačítkem .

Tuhost pomocí fiktivního sloupu

Karta Tuhost pomocí fiktivního sloupu je doporučena zejména pro bodové podpory 2D konstrukcí. Zde můžete určit konstanty tuhosti pružné podpory z parametrů sloupu, který není v modelu zobrazen. Z okrajových podmínek určí RSTAB tuhosti pružin podpory. Umožňují modelování, které lépe odráží realitu než pevná podpora v uzlu.

Parametry

Jako 'Model uložení' se uvažuje pružné uzlové uložení. Tuhosti translačních a rotačních pružin vyplynou z geometrických a materiálových dat sloupu, které na této kartě stanovíte.

Geometrie 'Hlavy sloupu' může být popsána obdélníkově nebo kruhově, volitelně s natočením sloupu.

'Výška sloupu' ovlivňuje konstanty translačních a rotačních pružin.

Průřez a materiál sloupu

Pro stanovení tuhostí pružin jsou nutné charakteristiky průřezu a materiálu sloupu. Není-li sloup 'Identický s hlavou sloupu' (tj. ani obdélníkový, ani kruhový), můžete v seznamu vybrat nebo nově definovat vhodný průřez sloupu.

Vyberte 'Materiál sloupu' v seznamu. Pomocí tlačítek a můžete vytvořit nový materiál.

Podmínky sloupu

Typ uložení na hlavě sloupu a na patě sloupu vstupuje do stanovení translačních a rotačních pružin. V seznamu jsou k dispozici následující možnosti:

• Articulated
• Podatlivé
• Tuhé

Při volbě 'Podatlivé' můžete zadat stupeň vetknutí na patě sloupu v procentech.

'Smyková tuhost' sloupu se při stanovení tuhostí standardně zohledňuje.

Pružné podpory v důsledku fiktivního sloupu

Tato sekce uvádí konstanty pružných podpor, které vyplývají z geometrických a materiálových vlastností sloupu. Hodnoty se přenesou na kartu 'Basis'.

Částečná účinnost

Částečná účinnost složky podpory je k dispozici jako nelineární vlastnost podpory (viz obrázek Výběr nelinearity podpory).

Stanovte účinnost podpory pro 'Negativní oblast' i pro 'Pozitivní oblast'. Znaménková úmluva je vysvětlena v sekci Selhání. V seznamu 'Typ' jsou k dispozici různá kritéria účinnosti podpory.

• Plná: Složka uložení je plně účinná.
• Pevně od posunu/pootočení podpory: Tuhost translační nebo rotační pružiny je účinná pouze do určitého posunu nebo pootočení. Při překročení se uplatní pevná podpora, resp. omezení.
• Trhání od podporové síly/podporového momentu: Podpora je účinná pouze do určité síly, resp. momentu. Při překročení podpora selže.
• Mez kluzu od podporové síly/podporového momentu: Podpora je účinná pouze do určité síly, resp. momentu. Při překročení se deformace zvyšují, nikoli však již napětí.
• Selhání: Složka uložení není účinná.

Většina typů uložení je kombinovatelná s 'Prokluzem', čímž se podpora stane účinnou až po určitém posunu nebo pootočení.

Diagram

Diagram složky podpory je k dispozici jako nelineární vlastnost podpory (viz obrázek Výběr nelinearity podpory).

Ve sloupci 'Posun', resp. 'Natočení' stanovte počet definičních bodů pracovního diagramu s odpovídajícími hodnotami. Ve sloupci 'Síla', resp. 'Moment' pak můžete přiřadit hodnoty posunů, resp. natočení k podporovým silám, resp. momentům.

Pro 'Začátek diagramu' a 'Konec diagramu' jsou k dispozici následující kritéria:

• Trhání: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly, resp. momentu. Při překročení podpora selže.
• Mez kluzu: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly, resp. momentu. Při překročení se deformace zvyšují, nikoli však již napětí.
• Kontinuální: Za oblastí definice se použije konstanta tuhosti posledního kroku.
• Zarážka: Přípustná deformace je omezena na maximální hodnotu posunu, resp. pootočení. Při překročení se uplatní pevná podpora, resp. omezení.

Tuhostní diagram

Tuhostní diagram složky podpory je k dispozici jako nelineární vlastnost rotační podpory.

Nejprve stanovte v seznamu 'Tuhost v závislosti na' (dole na kartě) složku podporové síly, od které závisí tuhost pružiny. Volba |P| představuje výslednou podporovou sílu.

Poté stanovte ve sloupci 'Síla' počet definičních bodů pracovního diagramu s odpovídajícími charakteristikami. Ve sloupci 'Pružina' pak můžete přiřadit příslušné konstanty tuhosti.

Pro 'Začátek diagramu' a 'Konec diagramu' jsou k dispozici následující kritéria:

• Trhání: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly. Při překročení podpora selže.
• Mez kluzu: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly. Při překročení se deformace zvyšují, nikoli však již napětí.
• Kontinuální: Za oblastí definice se použije konstanta tuhosti posledního kroku.

Tření

V seznamu 'Nelinearita' jsou k dispozici čtyři možnosti pro definování tření translační podpory v závislosti na jiné složce podpory (viz obrázek Výběr nelinearity podpory).

Přenášené podporové síly jsou dány do vztahu s tlakovými silami, které působí jiným směrem. V závislosti na výběru na kartě 'Basis' závisí tření pouze na jedné podporové síle nebo na celkové síle dvou současně působících podporových sil. Mezi podporovou silou a třecí silou existuje následující vztah:

FAQ 003537 vysvětluje, jak lze zohlednit tření na uzlové podpoře.

Následující model sloupu ukazuje podporu, ve které se vodorovné síly přenášejí třením. Vodorovné síly však mohou činit nejvýše 10 % svislé síly. V ZS 1 je tato podmínka splněna. V ZS 2 se model stane nestabilním, protože vodorovné zatížení je příliš velké.

Lešenicový kloub

Lešenicový kloub je k dispozici jako nelineární vlastnost podpory pro rotační stupně volnosti φ_X a φ_Y. Tím můžete definovat podpory typu lešení pro dočasné konstrukce, jako jsou pracovní lešenice nebo stavební podpěry.

Na kartě 'Lešenicový kloub' můžete definovat pracovní diagram M-φ. Parametry jsou podrobněji popsány v produktové funkci podpora typu lešení.