Nové verze programů FIN a jejich kompatibilita s Eurokódy

• Foto

Eurokódy se během posledních let nebo dokonce desetiletí postupně prosazovaly mezi platné normy v České republice a téměř v celé Evropě. Nyní jsme již ve fázi, kdy Eurokódy a normy s nimi kompatibilní jsou jedinými oficiálně platnými normami v oblasti návrhu a posouzení stavebních konstrukcí. Proto i tato zásadní změna v software, která je patrná již z názvu. Celý souhrn programů je nazván FIN EC. Snahou bylo, aby se velká většina změn odehrála uvnitř programů a navenek byla zachována filozofie i způsob práce s programy.

Základními programy ze souboru FIN EC jsou FIN 2D a FIN 3D. Tyto programy řeší základní statiku rovinných a prostorových prutových konstrukcí. Statické výpočty zůstávají nezměněné bez ohledu na vývoj nových norem, co se však změnilo díky Eurokódům, je zatížení. Došlo ke změně terminologie, částečně ke změně filozofie, jiná jsou pravidla pro kombinování jednotlivých zatížení a změnily se hodnoty jednotlivých součinitelů. V sekci zatížení můžeme najít v programech FIN EC nejvíce novinek. Zejména jsou to nástroje pro tvorbu zatěžovacích
stavů a kombinací, včetně automatického generátoru kombinací.

Další součástí software FIN EC jsou dimenzační moduly. Jsou to programy, které umějí na základě výsledků obecného statického výpočtu posoudit jednotlivé prvky konstrukce.

Dimenzační moduly jsou rozlišeny podle materiálu prvků, pro jejichž dimenzování jsou určeny. Najdeme tu, podobně jako v dřívějších verzích, moduly Ocel, Beton, Dřevo a Zdivo. V následujícím článku se podrobněji zaměříme na modul Ocel.

Program Ocel umí posoudit prutový prvek ocelové konstrukce podle normy ČSN EN 1993-1-1. Posudek se dá provést buď v konkrétním řezu prutu, nebo na celém dílci.

Program Ocel
Posudek řezu je ta jednodušší varianta, vyznačuje se velmi rychlým způsobem zadání a velmi jednoduchým souhrnem výsledků. Výsledky posouzení řezu je možno získat ve dvojí formě. Podrobné nebo stručné. Podrobné výsledky dávají k dispozici kompletní detailní popis postupu výpočtu včetně všech mezivýsledků. Jsou vhodné pro možnost kontroly a je možno si z nich udělat ucelenou představu o tom, jak je prvek využit a jakým způsobem lze efektivitu využití prvku zvýšit. Podle výpisu podrobných výsledků je možno také provádět přepočty již dříve provedených výpočtů a případně sledovat rozdíly v postupech výpočtu oproti předcházejícím normám, ať už to jsou starší normy ČSN nebo přednormy Eurokódů. Stručné výsledky jsou pak vhodné k prezentaci posouzení ve statickém výpočtu konstrukce. Stručný výpis posudku řezu je standardně sestaven tak, aby se vždy vešel na jednu stranu formátu A4 a přitom obsahoval všechny základní vstupní údaje a nejdůležitější výsledky výpočtu. Práce při posouzení řezu ocelového dílce je poměrně jednoduchá, a to zejména díky tomu, že program sám uživatele vyzývá k zadání těch údajů, které k provedení výpočtu chybějí. Postup zadání je sestaven tak, aby logicky odpovídal postupu výpočtu.

Nejprve se zadá průřez a materiál, potom vnitřní síly, kterými je průřez namáhán. Toto může být dostatečné zadání v těch nejjednodušších případech. Častěji však je potřeba zadat ještě parametry vzpěru, klopení či uložení konců, což jsou údaje potřebné podle toho, jak je průřez namáhán. Navíc jsou v programu možnosti zadat další údaje jako např. oslabení průřezu otvory nebo použití výztuh proti boulení stěn průřezu. Všechny zadané údaje se dají snadno měnit a tím je možno získat ve velmi krátkém čase posudek poměrně velkého množství variant daného detailu. Tím se stává použití programu velmi efektivním nástrojem pro optimalizaci konstrukce.

Komplexnější variantou posudku v programu Ocel je posouzení celého dílce. Posudek je proveden tak, že na dílci jsou vyhledány řezy, v nichž by mohlo být dosaženo nejvyšší hodnoty využití průřezu a v těchto řezech je provedeno posouzení. Výběr řezů je proveden tak, aby bylo zajištěno, že v žádném neposouzeném řezu nebude dosaženo vyššího využití. Výsledky posouzení jsou pak prezentovány jako průběh využití průřezu po délce dílce a podrobné výsledky posouzení jsou vypsány v tom řezu, kde bylo dosaženo maximální hodnoty využití. Kromě toho je možno provést výpočet posudku v libovolně zvoleném řezu daného dílce. Výsledky posouzení dílce je možno vytisknout ve stručné formě a je-li toho třeba, je možno do výstupů připojit stručné nebo podrobné výsledky posudku zvolených řezů dílce.

Kompletní zadání dílce je samozřejmě pracnější než zadání řezu. A to proto, že všechny zadávané parametry je potřeba zadávat jako průběhy po délce dílce, což může být zejména u průběhů vnitřních sil po dílci velmi zdlouhavé a pracné. Proto je k dispozici možnost získávat průběhy vnitřních sil a všechny další potřebné údaje přímo ze statického výpočtu provedeného programem FIN 2D nebo FIN 3D. Parametry konstrukce zadané ve statice i výsledné spočtené průběhy vnitřních sil se automaticky předají v okamžiku spuštění programu
Ocel při běhu programu FIN 2D a odpadá tak zdlouhavé zadávání. Oba dva programy spolu navíc umějí vzájemně komunikovat, takže je možno v dimenzačním modulu Ocel provádět libovolné změny průřezu, materiálu i dalších vlastností a všechny tyto změny se promítnou zpět do dat programu FIN 2D v okamžiku ukončení dimenzace. Tímto způsobem lze snadno a rychle provádět dimenzování a optimalizaci jednotlivých prvků celé konstrukce.

Program Ocel požár
Dalším programem pro posouzení ocelových konstrukcí v souboru FIN EC je Ocel požár. Tento program provádí posouzení požární odolnosti ocelového prvku podle normy ČSN EN 1993-1-2. Práce s programem je velmi podobná jako s programem Ocel. I vstupní data a prezentace výsledků jsou obdobné. Ve vstupních údajích jsou navíc informace o průběhu a charakteru požáru a o způsobu požární ochrany prvku. Požár je popsán teplotními křivkami, které jsou definovány v normě ČSN EN 1991-1-2. Je možno použít jednoduché nominální teplotní křivky nebo složitější a přesnější křivku parametrickou. Požární ochrana může být několikerého druhu. Od ochranných nátěrů a nástřiků přes různé obklady až po obestavění ocelového prvku ochranným truhlíkem. Program je doplněn databází nejčastěji používaných požárně ochranných materiálů, takže zadání vstupních dat může být poměrně rychlé a jednoduché. Hlavním výsledkem výpočtu je doba požární odolnosti prvku, která se na závěr porovnává s požadovanou dobou požární odolnosti. Výpočet může být stejně jako v programu Ocel prováděn na konkrétním řezu konstrukce nebo na celém dílci. I zde je možno využít komunikace mezi programy FIN 2D a Ocel požár a zefektivnit tak práci při návrhu celé konstrukce.

New Versions of the FIN Software and Its Compatibility with the Eurocodes
The set of software for designing and assessing the elements of construction from the point of view of FIN statics is being launched to the market with new versions. Their main feature is a complete transition of all calculations into the standard framework of the Eurocodes. The whole set of software is called FIN EC. The attempt was that the majority of changes would happen inside the software and the philosophy and the way of working with the software was maintained from the outside.

Autor

• Ing. Starý Jan