Komplexní přehled programů pro návrh betonových konstrukcí

V oblasti navrhování betonových konstrukcí je k dispozici řada softwarových nástrojů, které usnadňují a zefektivňují práci inženýrů a studentů. Tyto programy se liší svou komplexností, cílovou skupinou a zaměřením, ale všechny mají za cíl poskytnout přesné a spolehlivé výsledky v souladu s platnými normami.

BETONexpress: Rychlý a detailní návrh

Program BETONexpress umožňuje snadné a rychlé navrhování nejrůznějších typů betonových konstrukcí. Uživatel zadává pouze základní rozměry, zatížení a vlastnosti materiálů, a výstupem je detailní návrh betonové konstrukce.

Normativní podklady a moduly

Dimenzování probíhá podle Eurokódu 2 (ČSN EN 1992-1-1:2006) pro navrhování betonových konstrukcí, s využitím ustanovení Eurokódu 7 (ČSN EN 1997-1:2006) pro geotechnickou analýzu (základy, opěrné zdi), Eurokódu 0 (ČSN EN 1990:2004) pro kombinace zatížení a Eurokódu 8 pro seizmické zatížení. Jsou zapracovány poslední platné verze ČSN EN včetně jejich národních příloh.

Program obsahuje CAD modul, který automaticky generuje detailní výkresy konstrukce a výztuže. Normové parametry a výchozí hodnoty mohou být přizpůsobeny uživatelem. Pro navrhované betonové prvky je vytvořena podrobná výstupní zpráva a výkaz betonářské výztuže. Ve zprávě jsou uvedeny uvažované předpoklady a odkazy na normy. Výkaz betonářské výztuže lze upravovat pomocí editoru, který je součástí programu. Program obsahuje navíc soubor inženýrských nástrojů (převod jednotek, výpočet ploch, momentů setrvačnosti atd.). Program BETONexpress je k dispozici v české verzi.

Rozsah navrhovaných prvků

• Desky: Plné a žebrované desky, rovnoměrné stálé a proměnlivé zatížení, kombinace zatížení podle Eurokódu 2 a Eurokódu 0. Desky působící ve dvou směrech s různým podepřením, využívá se metod řešení Czerny, Bareš nebo Mardeskycus. Spojité desky působící v jednom směru (až 8 polí) s možností zadání konzolových koncových polí a součinitelů zatížení pro každé pole, včetně redistribuce momentů. Dále konzolové desky a momenty únosnosti průřezů betonových desek a průřezů zesílených FRP (vlákny vyztuženými polymery).
• Trámy: Obdélníkového nebo T průřezu při kombinaci ohybového, smykového a osového zatížení. Trámy o jednom poli s kombinací zatížení. Spojité trámy (až 8 polí) s rovnoměrným zatížením, kombinací ohybového, smykového a osového zatížení. Výpočet momentu únosnosti průřezů betonového trámu a průřezů zesílených FRP (vlákny vyztuženými polymery). Kombinace zatížení podle Eurokódu 2 a Eurokódu 0.
• Sloupy: Dvojosý ohyb, osamělý sloup (stabilita). Interakční diagramy pro dvojosý ohyb (N-Mx-My) odvozené numerickou integrací průřezových sil v betonu a oceli. Výpočet momentu únosnosti průřezů betonového sloupu a průřezů zesílených FRP (vlákny vyztuženými polymery). Osově zatížené sloupy, svislá síla a moment ve vrcholu, stálé a proměnné zatížení.
• Základy: Centricky zatížené tuhé a poddajné základy. Excentricky zatížené základy a excentrické základy. Svislá síla a moment ve vrcholu, stálé a proměnné zatížení. Podrobný výpočet rozdělení napětí pod základem. Geotechnický návrh podle Eurokódu 7, ČSN EN 1997-1:2006. Kombinace zatížení podle Eurokódu 7 (EQU, STR, GEO) a Eurokódu 0. Úplný výkres základů a výztuže.
• Opěrné zdi: Tížné, nebo úhlové (železobetonové). Geotechnický návrh podle Eurokódu 7, ČSN EN 1997-1:2006, Navrhování geotechnických konstrukcí. Aktivní a pasivní zemní tlak podle Coulombovy teorie. Návrh průřezů tížných opěrných zdí podle Eurokódu 6 (EC6). Seizmická analýza podle Eurokódu 8 (EC8), metodou Mononobe-Okabe. Program zahrnuje dva druhy úhlových opěrných zdí: typ A - Zdi s velmi malým rubovým základovým výstupkem a typ B - Zdi s rubovým základovým výstupkem. Návrh úhlových opěrných zdí je založen na teorii mezních stavů betonu podle Eurokódu 2. Posudek ověřuje průřezy dříku v desetinách výšky. Výztuž dříku je optimalizována a v závislosti na výšce je odstupňována směrem k vrcholu zdi. Výztužné vložky jsou automaticky přeneseny do výkazu výztuže. Základ může být volitelně doplněn ostruhou proti posunutí. Kombinace zatížení podle Eurokódu 2, Eurokódu 7 (EQU, STR, GEO) a Eurokódu 0. Úplný výkres opěrných zdí a výztuže.
• Krátké konzoly: Vystupující z líce sloupu při poměru ac/hc menším nebo rovno 1, kde ac je rameno síly a hc je výška konzoly. Návrh podle Eurokódu 2. Kombinace zatížení podle Eurokódu 2 a Eurokódu 1. Úplný výkres krátkých konzol a výztuže.
• Stěny: O rozměrech Leff/h menší nebo rovno 2, kde Leff je délka a h je výška. Návrh podle Eurokódu 2, jednoduchý model náhradní příhradoviny. Stěny mohou být zatíženy rovnoměrným zatížením (se stálou a proměnnou složkou) na horním nebo dolním povrchu. Kombinace zatížení podle Eurokódu 2 a Eurokódu 0. Úplný výkres stěn a výztuže.

Výstupní dokumentace

K dispozici je podrobný výkaz betonářské výztuže, který lze jednoduše upravovat a přidávat vložky pomocí editoru s nabídkou výztužných vložek. Zpráva i výkaz výztuže mohou být také exportovány do souborů PDF a WORD. Úplný náhled zprávy obsahuje podrobné údaje o výpočtech, grafiku a odkazy na ustanovení norem. Chyby ve výpočtu nebo nedostatečné dimenzování jsou zvýrazněny červeně. Export všech zpráv do formátu PDF nebo Word. Export všech CAD výkresů do formátu PDF nebo DXF (AutoCAD).

Čtěte také: Program pro tvorbu truhlářských výkresů zdarma

Uživatel může vybrat různé kombinace návrhových norem: pro železobeton Eurokód 2 (EC2), pro geotechnický návrh Eurokód 7 (EC7), pro tížné opěrné zdi (kamenné nebo betonové) Eurokód 6 (EC). Normové parametry i výchozí hodnoty mohou být přizpůsobeny uživatelem. Kompletní online nápověda pomáhá uživateli při zadávání požadovaných dat, poskytuje odkazy k odpovídajícím normovým ustanovením a teoretický přehled.

Dlubal Software: Intuitivní a komplexní řešení

Dlubal Software nabízí programy pro návrh a analýzu železobetonových konstrukcí, které vynikají intuitivním uživatelským prostředím a přesnými výpočty. K dispozici je řada mezinárodních norem pro posouzení. Všechna data a výsledky modelů lze bezproblémově integrovat do procesů BIM. Pomocí programů pro statické výpočty RFEM a RSTAB můžete analyzovat a posuzovat své železobetonové konstrukce. Dlubal Software také pomáhá vytvářet a ověřovat různé solární montážní systémy. Nová Dlubal API služba (gRPC) nabízí flexibilní rozhraní pro statický software na bázi Pythonu a C#, s přímým přístupem k celé škále produktů Dlubal.

Zkušenosti uživatelů s Dlubal Software

• "Začali jsme při práci používat software Dlubal a nelitujeme."
• "Již téměř rok se pokouším vyvinout způsob zlepšení seizmické odolnosti jednoduchých železobetonových budov postavených v 60. a 70. letech přidáním ztužujících a disipativních prvků. Pokusil jsem se tyto prvky navrhnout ve zkušební verzi programu RFEM a byl jsem nadšený jednoduchostí a úplností výpočtu."
• "Jsme projekční kancelář specializující se na betonové a ocelové konstrukce. Již více než rok je každodenní radostí pracovat s tímto nástrojem! Tým je vstřícný a technicky relevantní, zatímco software je intuitivní, efektivní a mimořádně komplexní."
• "Tento obytný dům ve městě Los Mochis v mexickém státě Sinaloa navrhla společnost JCR Estructural. C. I.S. I."

Možnosti a podpora

Uživatelé mohou prozkoumat tisíce hotových konstrukčních modelů a získat odbornou pomoc, kdykoli ji potřebují. Tisíce studentů po celém světě již těží z Dlubal Software. Společnost představuje své zákazníky, kteří realizují své projekty s Dlubal Software. Uživatelé se mohou připojit ke špičkám v oboru a objevit řešení v oblasti stavebního inženýrství a softwaru. Lze si vyzkoušet sílu programů Dlubal a udělat první kroky s RFEM 6 a zjistit, jak rychle lze modelovat a počítat.

Program pro posouzení obecných železobetonových prvků

Tento program je určen pro posouzení obecných železobetonových prvků dle EN 1992-1-1 nebo EN 1992-2 (Eurokód 2). Posouzení je možné provést pro libovolnou kombinaci namáhání včetně kroucení. Tento produkt navazuje na původní programy Beton 3D, Beton 2D a Prostý beton. Program může pracovat samostatně nebo jako dimenzační modul v programech Fin 3D a Fin 2D. Při tomto využití programu je celá konstrukce vymodelována v programech FIN, kde jsou též spočteny deformace a vnitřní síly. Následně jsou tyto údaje předány do programu Beton. Tam se provede posouzení prvku včetně případných úprav průřezů či dalších parametrů. Výsledky a upravená data se předají zpět do programů FIN.

Volně dostupné výpočetní pomůcky z ČVUT

Dvojice nově vytvořených programů Receptura 1.0 a Výstřednost EC6 1.0, která vznikla na katedře betonových a zděných konstrukcí Fakulty stavební ČVUT, usnadňuje navrhování betonových a zděných konstrukcí. Tyto pomůcky přehledně ilustrují postup výpočtu, a umožňují tak studentům jeho snadnější pochopení. Z ohlasů projektantů však autoři vědí, že jejich práce nachází využití i při reálném navrhování staveb, především u menších firem, které nedisponují drahými systémy pro statickou analýzu konstrukcí. Výpočetní pomůcky jsou volně dostupné na webových stránkách autorů a mají primárně výukový charakter. Prvotním cílem je umožnit studentům Fakulty stavební ČVUT lépe pochopit princip a postup výpočtů, jakož i citlivost výsledků na změnu jednotlivých vstupních parametrů. Oba programy jsou však přínosné i pro stavební praxi, kde je mohou využít projektanti nebo technologové betonu.

Čtěte také: Více o šachtovém betonovém programu

Program Receptura 1.0

Program Receptura 1.0 byl vytvořen v programovacím jazyce MATLAB. Automatizuje návrh složení betonové směsi pomocí Kennedyho metody. Na základě požadované třídy betonu a parametrů vstupních materiálů (třída cementu, granulometrie kameniva, kvalitativní charakteristiky kameniva aj.) sestavuje výsledné složení receptury betonu. Program Receptura 1.0 sestavuje recepturu běžně používaných betonů v pevnostních třídách C 16/20 až C 100/115. Vygenerovaná receptura nezahrnuje vliv plastifikátoru. Pokud je třeba upravit zpracovatelnost čerstvého betonu, je vždy nutné zohlednit konkrétní typ plastifikátoru a následně redukovat množství záměsové vody.

Program Výstřednost EC6 v1.0

Druhá výpočetní pomůcka pracuje pod programem Microsoft Excel a doplňuje stávající řadu nástrojů pro výpočet zděných konstrukcí podle Eurokódu 6, jejichž tvorbě se autoři dlouhodobě věnují. Je určena k výpočtu ohybových momentů ve styčníku zděné stěny a železobetonové stropní konstrukce. Umožňuje přitom zvolit postup výpočtu podle tuhosti spoje. Ačkoliv postup stanovení výstřednosti zatížení a ohybových momentů ve styku zděné stěny a železobetonového stropu podle Eurokódu 6 není nijak zvlášť složitý, vyskytují se v něm rozsáhlé vzorce, jejichž vyčíslování může být dosti zdlouhavé, především v případě, kdy je potřeba provádět výpočet v rámci optimalizace návrhu opakovaně. Software Výstřednost EC6 v1.0 má za cíl proces výpočtu výstředností co nejvíce usnadnit.

Postup výpočtu je dán zejména přílohou C Eurokódu 6, navíc byly zakomponovány některé závěry vyplývající z analýzy napjatosti ve styku zděné stěny a železobetonového stropu, která byla provedena v programu ANSYS. Rozborem bylo zjištěno, že norma poměrně dobře postihuje chování styčníků s celoplošným uložením stropní desky na zdivo, při částečném uložení však existuje riziko podhodnocení velikosti ohybových momentů na svislých prvcích. Tyto výsledky byly zohledněny při tvorbě programu Výstřednost EC6 v1.0.

V případě styčníků s částečným podepřením je nutno souhlasit s výsledky práce a nedoporučit použití alternativního postupu pro výpočet momentů podle vztahů C.3 a C.4 v normě. Pro momenty v hlavě dolní stěny je možno navrhnout několik různých opatření, z nichž jako nejschůdnější se jeví úprava výpočtu excentricity. Podle normy je excentricita počítána jako poměr návrhového momentu a návrhové normálové síly. Použijeme-li pro výpočet charakteristickou hodnotu normálové síly, vyjde výstřednost závislosti na poměru stálého a užitného zatížení 1,35- až 1,5krát větší, což by pro výše prezentované styčníky bylo plně vyhovující.

Přehled volně dostupných nástrojů

Prezentované výpočetní programy Receptura 1.0 a Výstřednost EC6 v 1.0 jsou volně k dispozici ke stažení na adrese concrete.fsv.cvut.cz/~bily/vyzkum.htm. Autoři děkují za finanční podporu programu Studentské grantové soutěže SGS13/120/OHK1/2T/11 Cementové kompozity v extrémních podmínkách.

Čtěte také: Nejlepší programy pro návrh koupelny

tags: #program #na #betonove #konstrukce #přehled

Oblíbené příspěvky:

• Vše o montáži PVC
• Vše o silikonové omítce pro interiér i exteriér
• kombinace cihelného obkladu a moderní fasády
• přesná aplikace montážní pěny
• Jak vybrat mrazuvzdorné lepidlo na dlažbu?