Scia Engineer, Frilo Statika a Scia Design Forms

Tags: Scia | Statika | Výpočty

Kompletní portfolio softwaru pro statiku stavebních konstrukcí

Společnost Nemetschek Scia je výrobce a distributor nejrozšířenějšího softwaru pro výpočty a posudky stavebních konstrukcí v České republice a na Slovensku – Scia Engineer. Mnoho projekčních a statických kanceláří ovšem potřebuje vedle komplexního 3D softwaru také nástroje pro rychlé a snadné výpočty jednoduchých konstrukcí – nosník, sloup, průřez, přípoj, patka, atp. Ne vždy je totiž komplexní softwarový systém vhodným nástrojem pro jakýkoliv projekt. Pokud je řešená úloha velmi jednoduchá nebo příliš specifická, je mnohem vhodnější použít pro její řešení samostatný program s jednoduchým ovládáním a přehlednými výsledky.

Takové programy vytváří sesterská firma Nemetschek Frilo a Nemetschek Scia rozšiřuje svoji stávající nabídku softwaru Frilo Statika o další programy, zaměřené na ocelové konstrukce. Posledním, ale neméně důležitým prvkem nabídky je software Scia Design Forms – jednoduchý obecný nástroj pro inženýrské výpočty s přehlednými grafickými výstupy.

Komplexní, obecný 3D software, doplněný o stále se rozšiřující skupinu specializovaných programů a specifický nástroj pro nejjednodušší úlohy, založený na interpretaci vzorců, tvoří kompletní portfolio softwaru pro statiku stavebních konstrukcí firmy Nemetschek Scia.

Scia Engineer

Nejnovější verze 2012 je ve znamení dalšího rozvoje implementace Eurokódů a rozšiřování funkčnosti softwaru.

Eurokódy jsou v systému Scia Engineer podporovány již dlouhou dobu, novinkou ve verzi 2012 je implementace posudku dřevěných konstrukcí – EN 1995-1-1. Dřevěnou konstrukci lze navrhovat v rámci většího modelu včetně částí vyrobených z jiných materiálů, součástí implementace jsou národně stanovené parametry, výpočet podle teorie druhého řádu s redukovanou tuhostí, AutoDesign průřezu na mezní stav únosnosti a výpočet mezního stavu použitelnosti včetně dotvarování.

Materiál zdivo

Ve verzi 2012 byl do knihovny materiálů přidán nový typ: zdivo podle EC6. Je možné modelovat a analyzovat (vnitřní síly a deformace) konstrukce zhotovené ze zdiva či jiných materiálů.

Software Scia Engineer obsahuje ve verzi 2012 také množství nových funkcí a vylepšení.

Rozšíření možností formátu IFC

Firma Nemetschek Scia považuje sdílení dat napříč různými aplikacemi za hlavní výzvu pro blízkou budoucnost. Stále více inženýrů se při své práci střetává s 3D modely dodávanými spolupracujícími stranami. Mohou model vytvářet znovu ve Scia Engineeru, anebo ušetřit čas i peníze a využít všechny informace již obsažené v existujícím modelu.

Pro skutečně funkční neutrální formát je zásadní otázkou jeho standardizace. Z toho důvodu se buildingSmart (mezinárodní asociace sdružující různé výrobce softwaru) rozhodla pro IFC certifikaci. Scia Engineer byl prvním výpočtovým programem s certifikací IFC 2x3.

Scia Engineer verze 2012 sleduje vývoj ve standardizaci formátu IFC a rozšiřuje své možnosti např. o export a import ocelových přípojů, základových patek a betonářské výztuže.

Vylepšení funkce na posouzení nosníků s vnitřními silami spočtenými na desce

Pro desky složené z prefabrikovaných nebo jinak vyrobených nosníků Scia Engineer již delší dobu umožňuje export vnitřních sil spočtených na stropní desce do jednotlivých nosníků tvořících tuto desku. Hlavní myšlenkou je, že konstrukce může být spočtena jako celek a tyto výsledky lze použít pro podrobné posouzení např. jednoho stropního prvku. Nejnovější verze přináší možnosti zadání parametrické délky nosníku, dělení pro 2D-1D upgrade, posudek v programu MS Excel, zohlednění vlivu kroucení a export pro integrační pásy.

Mostní kombinace

Návrh mostů vyžaduje zvláštní výpočetní pravidla, která jsou specifická pro tento typ konstrukce. Pravidla pro tvorbu kombinací jsou popsána v Eurocode 0. Ve Scia Engineer 2012 jsou mostní kombinace vygenerovány automaticky a rozložené kombinace jsou pak vytvářeny průhledným způsobem. Mostní kombinace jsou k dispozici pro 3 typy mostů: silniční mosty, železniční mosty a lávky pro pěší. Kromě toho byla do programu implementována pravidla pro předpjaté a železobetonové mosty.

Nelineární liniové podpory

Nelineární liniová podpora je speciální druh podpory prutového prvku. Jejím cílem je modelování reakce zeminy pomocí skutečných parametrů daného podloží. Model sestává ze šesti pružin. Čtyři z nich působí kolmo na osu prutu a používají se k modelování zatížení zeminou a tuhosti na horní, spodní a obou bočních stranách prutu. Dvě zbývající pružiny modelují tření v posunu podél lokální osy osy x a v rotaci kolem lokální osy x prutu. Nelineární liniová podpora může být použita v nelineárním výpočtu nebo v nelineárním výpočtu fází výstavby.

Vylepšení v řešiči soustavy rovnic

Konečně prvkový řešič, jeden z nejrychlejších řešičů v CAE aplikacích, také doznal řadu vylepšení.

Na prvním místě je nové grafické rozhraní řešiče s optimalizovaným vykreslováním diagramu průběhu nelineárního výpočtu. Mezi další vylepšení patří:

• podrobnější informace o singularitě, nestabilitě a dalších problémech při výpočtu,
• upravený výpočet lešenářských spojek,
• nové řešení průsečíku stěny a otvoru v desce,
• upravené konvergenční testy pro dynamickou relaxaci,
• volitelné informace o celkovém výpočtovém času,
• možnost vypočítat jen jednu určitou nelineární kombinaci, čímž se snižuje doba výpočtu v situacích, kdy uživatel potřebuje pouze zkontrolovat jednu určitou kombinaci,
• implementace Lanczosovy metody výpočtu vlastních tvarů, která je obecně rychlejší než iterace podprostoru,
• implementace Picardovy metody pro geometricky nelineární výpočty,
• a mnohé další.

Využití schránky Windows pro zadávání dynamických funkcí

S příchodem tabulkového zadávání ve verzi Scia Engineer 2011 byla v programu poprvé využita práce se schránkou Windows. Nyní s touto schránkou spolupracují také tabulky pro seismická spektra a funkce dynamického zatížení.

Obecný dynamický zatěžovací stav může zatížit uzel dynamickou zatěžovací funkcí. Dynamické zatěžovací funkce někdy představují akcelerogram, který může při uložení do textového souboru obsahovat tisíce řádků. Scia Engineer 2012 nyní podporuje aktualizaci dynamické zatěžovací funkce přes soubor XML.

Normově závislé deformace

Byl upraven výpočet spolupůsobící šířky žebra. Při výpočtu deformace žebra není tuhost pásnice žebra zohledněna dvakrát (pro T-tvar žebra a pro desku). Řešení ve směru hlavních napětí nahradilo směr hlavních ohybových momentů, což umožňuje opravu výpočtu plošných prvků zatížených normálovou silou.

Frilo Statika

Nové moduly pro ocelové konstrukční prvky uvedeny na trh.

Firma Nemetschek Scia uvedla v roce 2010 na český trh osvědčený software německé firmy Fridrich a Lochner (Frilo). Frilo se specializuje na samostatné programy pro specifické výpočty v různých oblastech statiky. Jako novinku uvádíme na trh rozšíření stávajících šesti modulů Frilo Statika pro beton a zdivo o další moduly pro ocelové konstrukce – ocelový sloup, ocelový nosník, analýza klopení nosníku a nosník jeřábové dráhy. V blízké budoucnosti budou k dispozici další samostatné moduly Frilo Statika pro konstrukční prvky, včetně modulů pro zakládání, střechy, apod. K dispozici tak bude celý soubor samostatných programů pro specifické výpočty dle Eurokódů.

Scia Design Forms

Novinka pro obecné řešení jednoduchých úloh statiky, založené na vzorcích.

Tam, kde nenabídne statikovi řešení jeho problému ani Frilo Statika, je k dispozici Scia Design Forms. Program pracuje jako interpreter na principu vyhodnocování vzorců obsažených v předdefinovaných šablonách, přičemž je schopný zobrazit vzorce, číselné dosazení do vzorců a výsledky. Lze použít předdefinované sady šablon se základními inženýrskými výpočty ze stavební praxe, ale je také možné editovat již existující nebo vytvářet vlastní šablony. Jakákoliv úloha obsahující vyhodnocování libovolně složitých skupin vzorců je vhodná pro řešení prostřednictvím Scia Design Forms.

Nadále bude tedy společnost Nemetschek Scia pro statiky a projektanty v České a Slovenské republice dodávat kompletní portfolio produktů pro statiku – komplexní systém Scia Engineer, doplněný programy pro specifické výpočty v různých oblastech statiky Frilo Statika a jednoduchý obecný nástroj pro inženýrské výpočty s přehlednými grafickými výstupy Scia Design Forms.