NOVINKY BEST beton

Statický software na navrhování velmi štíhlých betonových sloupů BEST beton vychází od verze 21.0 s novým výpočetním a návrhovým jádrem na bázi osvědšeného řešení FEM TRIMAS, které bylo speciálně pro tyto účely rozšířeno a naladěno, a poskytuje tak nové a výstižnější možnosti statiky těchto velmi náročných a častých konstrukčních prvků. Jedná se zejména o tyto novinky:

  • Nový řešič FEM materiálové (vyztužený beton se vznikem trhlin) a geometrické (teorie II. řádu) nelinearity s přírůstovým algoritmem na stanovení únosného zatížení (vzpěrná stabilita) sloupu.
  • Nové návrhové jádro s realistickým zohledněním vlivu dotvarování na redistribuci přetvoření mezi výztuží a betonem na úrovni jednotlivých průřezu (dříve jen na úrovni celého statického systému) při stálé a požární návrhové situaci.
  • Duální výpočet stupňů využití jak pro únosnost na úrovni průřezů, tak i pro globální systémovou vzpěrnou stabilitu.
  • Změna orientace a počátku lokálního souřadného systému sloupu, tj. počátek osy X = osy sloupu v patce, osy Y a Z v rovnině vodorovných řezů pro jednotné zadávání (průřezy, odskoky, výztuž, zatížení) a výstupy (vnitřní účinky, deformace, tuhosti).
  • Výstupy reakcí do základu a přenosy korespondujících zatížení v globálním souřadném systému, tj. osa Z = svislý směr = kladné působení tíhové síly.
  • Přímá kompatibilita vstupních souborů *.BESX ze starších projektů BEST.
  • Centrální přepínač režimu výpočtu: sloup ve 3D nebo jen v rovině XZ.
  • Automatický návrh velikosti normové imperfekce aplikované na 1. vlastní tvar sloupu.
  • Nová schémata rozmístění výztuže ve sloupu (rohová výztuž 4x1, 4x3, 4x5, jednoduše symetrická spojitá výztuž).
  • Zohlednění vlastní tíhy sloupu v samostatném zatěžovacím stavu.
  • Nový panel sestavení návrhových kombinací poskytující více individuálních a cílených možností konfigurce; pro MSÚ, požár a MSP
  • Možnost přepnutí režimu výpočtu z "Návrhu", tj. navyšuje výztuž na "Přepočet", tj. pouze posouzení a stupně využití bez navýšení výztuže.
  • Kontrola a upozornění na splnění podmínek přípustnosti tabelárního posouzení požární odolnosti.
  • Tabelární požární odolnost pro zvolenou návrhovou kombinaci na MSÚ
  • Informační panel dosažených stupňů využití k jednotlivým mezním stavům bezprostředně po proběhnutí výpočtu.

  • Možné odstupňování materiálů betonu a výztuže po úsecích, resp. podlažích sloupu.

  • Hospodárnější návrhy sloupů z vysokopevnostních materiálů, včetně výztuže SAS670.

  • Výpočet a posouzení deformací sloupu na MS použitelnosti.
  • Nová termická analýza diferenciální metodou pro obdélníkové tvary průřezů sloupu.
  • Individuální výpočet teploty pro každou polohu profilu výztuže v betonovém průřezu dle schématu skladby výztuže.
  • Cílené nastavení hran sloupu vystavených účinkům požáru při jeho modelování rozšířenou zónovou metodou.
  • Zpřesněný návrh na požární odolnost zónovou metodou s teplotně závislými materiálovými parametry individuálně pro každou položku výztuže.

Základní přehled

BEST beton, s moderním prostředím obsluhy, řeší statické výpočty a navrhování štíhlých betonových sloupů se zohledněním počátečních imperfekcí, vlivu dotvarování, deformace sloupu pod zatížením (teorie II. řádu) a efektivních tuhostí vyztužených průřezů. Zabezpečení vzpěrné stability sloupu dle požadavků normy je tak implicitní součástí nelineárního návrhového algoritmu.

Softwarový balík BEST beton obsahuje následující funkční moduly

BEST BASIS je základní prostředí programu na statické výpočty, návrh a posouzení betonových a ocelových sloupů pozemních staveb. Poskytuje jednotné, společné funkcionality na zpracování tohoto typu konstrukčních prvků a je základem pro jednotlivá funkční rozšíření na řešení konkrétních inženýrských úloh:

  • grafické intuitivní prostředí obsluhy
  • pásy karet, přehled struktury projektu, panel vlastností a panel tabulek
  • funkcionalita UnDo/Redo
  • přepínač působení sloupu prostorově nebo jen v rovině XZ
  • tuhá nebo elastická uložení s libovolným umístěním po výšce sloupu
  • výpočet elastických parametrů vetknutí sloupu do základové patky ze zadaných rozměrů základu a tuhosti zeminy
  • zadání charakteristických zatížení po zatěžovacích stavech s jejich klasifikací dle typu zatížení
  • dílčí součinitelé spolehlivosti a kombinační součinitelé k jednotlivým typům zatížení dle normy nebo dle zadání uživatele
  • osamělé síly Pv, Pz a Py a momenty Mz a My v libovolné výšce sloupu
  • excentrická poloha svislé síly Pv
  • konstantní nebo lichoběžníková, úseková spojitá zatížení qx, qy, qz
  • vlastní tíha sloupu volitelně automaticky a v samostatném zatěžovacím stavu
  • automatické sestavení všech možných sad návrhových kombinací dle normy s možným zúžením jejich výběru pro vlastní výpočet a posouzení sloupu
  • možnost tvorby vlastních návrhových kombinací
  • přenos návrhových zatížení ze všech základních a mimořádných návrhových kombinací pro návrh a posouzení navazujícího základu na MSÚ
  • přenos návrhových zatížení ze všech charakteristických návrhových kombinací pro posouzení stability polohy navazujícího základu (MSP)
  • přenos návrhových a charakteristických zatížení, včetně složek z teorie II. řádu, do základových patek > FUNDA.
  • okamžitý přehled stupňů využití k jednotlivým mezním stavům po provedení výpočtu
  • konfigurovatelný, opakovatelný, strukturovaný protokol s tabelárními a grafickými průběhy výsledků a exportem do PDF, XPS, DOCX a XLSX

BEST beton umožňuje nelineární statické výpočty, návrhy a posouzení jedno- a vícepodlažních, betonových sloupů namáhaných na šikmý ohyb s popř. excentrickou normálovou silou na mezním stavu únosnosti se zohledněním imperfekcí a deformací sloupu, tj. s teorií II. řádu zahrnující návrh a posouzení na vzpěr, se zohledněním efektivních tuhosti vyztužených průřezů a možný vznik trhlin.

Programová aplikace nabízí mj. následující možnosti:

  • parametrizované průřezy jako plný a dutý obdélník, kruh, mezikruží a profil H a U s možnou skokovou změnou a excentrickým přesazením v podlažích
  • zadání výztuže průřezů prostřednictvím schémat
  • konstantní nebo odstupňovaný průběh výztuže po výšce sloupu
  • současný výpočet různých statických systémů sloupu (transportní stav nelze) v jednom programovém běhu
  • imperfekce automaticky afinně k 1. vlastnímu tvaru směru nebo dle uživatelského zadání
  • zohlednění vlivu dotvarování na úrovni návrhového řezu jeho dodatečným přetvořením
  • volitelně návrhový režim výpočtu se stanovením nutného množství výztuže, nebo posudkový režim výpočtu bez navyšování výztuže ke zjištění stupně využití
  • výpočet a návrh pro stálou/dočasnou, mimořádnou a seizmickou návrhovou situaci v jednom programovém běhu
  • návrh na MSÚ na šikmý ohyb s normálovou a posouvající silou dle obecné normy EN 1992-1-1, vč. národních parametrů pro CZ ≈ SK, DE, AT, UK a starší DIN 1045-1
  • duální výpočet stupňů využití jak pro únosnost na úrovni průřezů, tak i pro globální systémovou vzpěrnou stabilitu.
  • posouzení požární odolnosti tabelární metodou pro ztužené sloupy

Charakteristiky BEST beton

BEST beton je výkonným softwarem na statiku štíhlých betonových sloupů s následujícími přednostmi:

  • přehledné, intuitivní grafické prostředí a s parametrickými úpravami, kontextovými nabídkami a instantní stručnou nápovědou
  • výkonné výpočetní jádro a rychlý přehled a vyhodnocení výsledků
  • snadné a bezpečné zadání, výpočty a návrhy neztužených (konzol) a ztužených (vícepodlažních) sloupů
  • mimořádně hospodárný návrh nutné výztuže betonových, velmi štíhlých a vysoce zatížených sloupů při zachování bezpečnostních kritérií normy
  • opakovatelný, strukturovaný a přehledný, formátovaný protokol s volitelným rozsahem dokumentace zadání a všech relevantních výsledků formou tabelárních sestav a grafických průběhů a schémat
  • podpora tvorby firemních a uživatelských šablon typických případů řešení
  • přenos zatížení na sloup z navazujících konstrukčních prvků
    a přenos zatížení ze sloupu, včetně účinků z teorie II. řádu, do základových patek > FUNDA

BEST beton vyniká zejména hospodárným návrhem štíhlých železobetonových sloupů s velkým podílem nelineárních vlivů vč. vlivu vzpěru a porušení betonu trhlinami.

Další možná funkční rozšíření balíku BEST beton

BEST MSP+MAT rozšiřuje základní funkční rozsah betonových sloupů o řešení následujících nestandardních úloh těchto typů konstrukčních prvků:

  • odstupňovaní různých kvalit konstrukčních materiálů sloupu (betonu a výztuže) po jeho výšce, např. po podlažích
  • hospodárný návrh s využitím vysokopevnostní výztuže (SAS670) a zohledněním redistribuce namáhání z betonu na výztuž v důsledku dotvarování
  • výpočet a posouzení deformací sloupu na MS použitelnosti pro zvolené sady návrhových kombinací (charakteristivká, častá, kvazistálá), nelineárním výpočetem s průměrnými materiálovými parametry, bez uvažování počáteční imperfekce, avšak se zohledněním dotvarování a vzniku trhlin, tj. v slouladu s požadavkem normy na posouzení tohoto MSP

BEST požár rozšiřuje základní funkční rozsah betonových sloupů o jejich návrh a posouzení na požadovanou požární odolnost. Návrh a posouzení probíhá rozšířenou zónovou metodou dle normy EN 1992-1-2. Jedná se zejména o následující možnosti:

  • návrh betonových sloupů s obdélníkovými průřezy na požadovanou třídu požární odolnosti rozšířenou zónovou metodou
  • ohoření průřezu ze všech stran, jednostranné, dvoustranné nebo trojstranné
  • numerická termická analýza nestacionárního teplotního pole v průřezu
  • materiálové parametry betonu a výztuže za vysokých teplot, redukované pracovní diagramy napětí-přetvoření
  • zohlednění teplotního poškození průřezu vlivem požárních plynů, tj. hloubky poškozené, odprýskané povrchové vrstvy
  • stanovení stupňů využití jak pro únosnost na úrovni průřezů, tak i pro globální systémovou vzpěrnou stabilitu

Další podrobnosti k rozšiřujícímu funkčnímu modulu BEST požár viz > samostatná webová stránka.

BEST ocel umožňuje nelineární statické výpočty a posouzení jedno a vícepodlažních sloupů se standardními ocelovými profily namáhaných na šikmý ohyb s popř. excentrickou normálovou silou na mezním stavu únosnosti a použitelnosti se zohledněním imperfekcí a deformací sloupu, tj. s teorií II. řádu zahrnující posouzení na vzpěr. Komfortní uživatelské prostředí podporuje snadné zadání výpočetního modelu a zatížení, s automatickým vygenerováním návrhových kombinací. Nelineární výpočet uvažuje rovinný nebo šikmý ohyb. Konfigurovatelné a opakovatelné výstupy obsahují jak tabelární alfanumerické, tak i grafické průběhy výsledků.

Programová aplikace nabízí mj. následující možnosti:

  • standardní ocelové profily s konstantním průběhem po podlažích, s možnou skokovou změnou v podlaží a excentrickým přesazením v podlažích
  • typy profilů: I, jekl, trubka
  • databanka standardně vyráběných válcovaných a svařovaných profilů
  • konstrukční oceli dle EN 10025-2 a EN 1993-1-1
  • imperfekce automaticky afinně ke kritickému směru nebo dle uživatelského zadání
  • výpočet a posouzení pro stálou/dočasnou, mimořádnou a seizmickou návrhovou situaci v jednom programovém běhu
  • výpočet vnitřních účinků dle teorie I. I II. řádu
  • výpočet součinitele kritického zatížení
  • posouzení na MSÚ na šikmý ohyb s normálovou a posouvající silou dle obecné normy EN 1993-1-1, vč. národních parametrů pro CZ ≈ SK, DE, AT, UK a starší DIN 1880
  • posudek napětí elasticky
  • posudek napětí plasticky se zohledněním interakce
  • posudek na vzpěr s klopením nelineárním výpočtem únosného zatížení se zohledněním počátečních imperfekcí dle EN 1993-1-1, 5.2.2(7a)
  • posudek deformací na MSP

Další podrobnosti k rozšiřujícímu funkčnímu modulu BEST ocel viz > samostatná webová stránka.