DISERTAČNÍ PRÁCE Stabilita ocelového prutu spolupůsobícího s ...

18 STABILITA OCELOVÉHO PRUTU SPOLUPŮSOBÍCÍHO S PLÁŠTĚM
tabelovány, pro konstrukce se složitějším namáháním nebo pro komplexnější konstrukční
celky takto jednoduché vztahy neexistují a při běžném výpočtu jsou uvažovány bezpečné
odhady, popřípadě hodnoty určené na základě stabilitního výpočtu (LEA).
2.2.4 Přímá analýza imperfektní konstrukce
Pro přímou analýzu imperfektní konstrukce je možné použít metody GNIA nebo GMNIA.
Posudek konstrukce se potom redukuje na posouzení únosnosti průřezu. Vzhledem k problémům
s jednoznačným zavedením imperfekcí je běžnější použití těchto metod pouze
s imperfekcemi soustavy; prutové imperfekce jsou zohledňovány zavedením součinitelů
vzpěrné únosnosti do posudků (za vzpěrnou délku jednotlivých prutů je možné použít
jako bezpečný odhad systémovou délku prutu). Tento hybridní postup posouzení konstrukce
je pro většinu případů dostatečně výstižný.
Přímé řešení imperfektní konstrukce má tři zásadní nedostatky. První z nedostatků je
dán faktem, že je velmi pracné (a vzhledem k výrobním tolerancím v podstatě nemožné)
přesně namodelovat konstrukci, a to včetně navazujících spolupůsobících částí projektovaného
objektu. Druhý, vzhledem k rychlosti rozvoje výpočetní techniky nejméně podstatný
problém přístupu spočívá v jeho velké náročnosti na strojový čas nutný k provedení, ať
už pružného nebo plastického, výpočtu podle teorie II. řádu. Největší problém tohoto
přístupu však spočívá v tom, že doposud nebyla pro obecné případy zmapována problematika
stanovení dostatečně výstižného imperfektního tvaru konstrukce, a to jak velikosti
tak i tvaru počátečních geometrických imperfekcí. Pro jednoduchý případ prostě uloženého
nosníku, nebo pro úsek prutu mezi jeho teoretickými klouby (inflexní body křivky
deformace střednice prutu pro příslušný vlastní tvar vzešlý ze stabilitního řešení), je tvar
počátečního zakřivení dán tvarem sinové půlvlny (některé postupy připouštějí použití
kvadratické paraboly [38]) a maximem v závislosti na typu průřezu prutu. Pro složitější
konstrukce (například pro rámovou konstrukci) již tento tvar popsán není. Inženýrská intuice
naznačuje, že by imperfektní tvar měl vycházet z vlastního tvaru konstrukce. Tento
postup je navržen v teoretickém podkladu [21] pro EN 1993 [41]. I přes svůj značný přínos
však tento postup není obecný proto, že neřeší například zavedení imperfekcí na konstrukci
podle obrázku 2.6a, kde i při uvážení rovinného působení konstrukce jsou pro posudek
důležité minimálně dva základní vlastní tvary vybočení (viz obrázek 2.6b). Pro posudek
kyvné stojky má zásadní vliv první z uvedených tvarů, pro posudek vnějších stojek a příčle
rámu druhý. Pro posudek konstrukce jako celku podle teorie II. řádu se musí uvážit vliv
obou imperfektních tvarů. Uvážením prostorového působení konstrukce se naznačený problém
stává ještě podstatně složitějším. Zjednodušení tohoto problému by mohla přinést
obdoba z dynamických výpočtů známé metody rozkladu do vlastních tvarů, respektive
superpozice jednotlivých vlastních tvarů „bez uvážení váhy. Oprávněnost (nebo vyvrácení)
těchto domněnek je však třeba podložit teoretickým a experimentálním výzkumem
zaměřeným mimo jiné i na fakt, že sečtení několika vlastních tvarů může pro některou
část konstrukce vést ke zmenšení absolutních velikostí imperfekcí a tedy i k jejich nebezpečnému
odhadu.
Dále je třeba připomenout skutečnost, že vlastní tvar je závislý na rozložení zatížení
(přesněji napětí) po konstrukci, což pro tento postup odhadu imperfekcí vede k potřebě
stanovení imperfektního tvaru konstrukce pro každou kombinaci zatížení zvlášť.
Z uvedených důvodů jsou zjednodušené metody posudku, naznačené v části 2.2.3 této
statě, běžně používány a v inženýrské praxi dokonce výrazně preferovány.