Statické práce v moderním stavebnictví vyžadují preciznost a efektivitu, což je možné dosáhnout jen s pomocí špičkového softwaru. Specializované nástroje jsou nezbytné pro komplexní statickou analýzu, dimenzování konstrukcí a řešení náročných statických úloh.
Statické a dynamické výpočty
Statická analýza je založena na stovkách důkladných výpočtů, pro které se používá řada špičkových softwarů. Mezi tyto programy patří například SCIA Engineer, FINE statika, FINE geotechnika, IDEA, Design Forms a programy dodavatelských produktů jako Hilti, Deha, Stado.
Součástí běžné statické analýzy jsou zejména:
- Výpočty interakce vrchní stavby s podložím.
- Analýza bodového podepření stěn pilotami.
- Napjatost a deformace vrchní stavby.
- Dimenzování prutových a deskostěnových železobetonových konstrukcí.
- Dimenzování ocelových konstrukcí včetně požárních posudků.
Specializované programy pro statické výpočty
Dlubal Software již více než 35 let vyvíjí pokročilé programy pro statické výpočty, které jsou vysoce ceněny statici a výpočtáři. Více než 130 000 uživatelů důvěřuje fundovanosti Dlubal Software. Příkladem je použití RFEM a RWIND k návrhu první dřevěné budovy svého druhu bez kovové konstrukce v Japonsku, nebo návrh ocelové haly s 30metrovým vyložením. Dále, dynamický tvar a nosná konstrukce z oceli a skla pro nový showroom BORA byly navrženy s těmito nástroji. Inovativní mřížová skořepina ze dřeva ve Furthu im Wald, navržená pro Zemskou zahradnickou výstavu 2025, se vyznačuje polygonální geometrií a rozebíratelnými spoji.
Program RFEM byl také použit pro návrh rekordní visuté lávky o délce 721 m, spojující dva horské hřebeny. Pro návrh zakřivené fasády a lanových střešních konstrukcí byl použit program RSTAB s addonem Posouzení ocelových konstrukcí. Optimalizace zděných projektů se provádí pomocí programu Dlubal RFEM, který je pokročilým softwarem pro přesné statické výpočty v souladu s normami. Je ideální pro širokou škálu konstrukcí, od složitých budov po jednoduché stěny, a podporuje specializované 2D/3D modelování a automatizované výpočty zatížení. Díky přesné, nelineární analýze a uživatelsky přívětivé prezentaci výsledků se inženýři po celém světě spoléhají na program RFEM, který nabízí spolehlivá řešení v souladu s normami.
Čtěte také: Informace o Katedře betonových a zděných konstrukcí
Systém SARA kombinuje nelineární výpočet s pravděpodobnostními metodami a degradačními modely, což umožňuje předpovědět pravděpodobnost poruchy stavby a vývoj této pravděpodobnosti v čase.
Program AmQuake umožňuje evropským projektantům navrhovat bezpečné zděné konstrukce v souladu s nejnovějšími evropskými normami a nejmodernějšími seizmickými analytickými metodami. Jelikož plná platnost Eurokódu 6 a Eurokódu 8 od března 2010 v Evropské unii vyžaduje ověřovat téměř všechny nové zděné budovy na seizmickou bezpečnost, AmQuake pomáhá projektantům naplnit tato vyšší bezpečnostní kritéria rychle a efektivně.
Typy konstrukcí a jejich dokumentace
Železobetonové a prefabrikované konstrukce
Pro železobetonové monolitické a prefabrikované konstrukce se připravuje kompletní dokumentace pro výrobní haly, administrativní budovy, občanské stavby, bytové domy i sportovní stavby. Ke zpracování výkresové dokumentace přispívá využití moderní výpočetní techniky v BIM projektování. Síťový přístup jednotlivých projektantů k jednomu konstrukčnímu modelu umožňuje efektivně zvládat i realizační dokumentaci velkých staveb. Výkresy tvarů a podrobné výkresy výztuže ve 3D jsou zpracovávány za pomoci softwaru Allplan.
Ocelové konstrukce
Pro ocelové konstrukce je připravována kompletní dokumentace pro všechny projekční stupně, od stavebního povolení až po dílenskou dokumentaci. Výkresová dokumentace je zpracovávána ve 3D za pomoci softwaru Tekla Structures s přímou návazností na statické výpočty ve SCIA Engineer.
Konstrukce se může skládat z betonových desek nosných v jednom směru, které jsou podepřeny sloupy a nosníky ze železobetonu. Na stavbu mohou být použity místní materiály jako zdivo z přírodního kamene a modřínové dřevo. Hlavní konstrukci střechy mohou tvořit ocelové příhradové nosníky. TRUSS4 podporuje nejnovější verze norem SANS 10163-1 a EN 1995-1-1, včetně národních příloh pro různé země. Model zohledňuje prokluz spojů ve styčnících a posouzení zahrnuje i automatický návrh dřevěných dílců a styčníkových desek. Program též navrhuje rozmístění prostorového ztužení, které je nezbytné pro zajištění stability konstrukce a pro přenos vodorovných zatížení od větru. V programu TRUSS4 je například nový prostorový model zatížení působící na střešní roviny, díky čemuž je možné zatížení stanovit přesně i v případě složitých střech.
Čtěte také: Práce projektanta ve Znojmě
Rekonstrukce a sanace
Statici se podílejí na rekonstrukcích historických i moderních budov. Zkušenosti s rekonstrukcemi a sanacemi panelových budov jsou zvláštní specialitou. Dlouholeté zkušenosti statického týmu s analýzou nosných konstrukcí, chováním a vlastnostmi stavebních materiálů v čase a encyklopedické znalosti historie stavitelství vytvářejí předpoklady pro náročné řešení rekonstrukcí novodobých i historických staveb.
Aplikace Windows pro výpočty zabezpečení stavebních jam podchycením základů okolních budov opěrným tělesem, výpočty zajištění a sanaci historických objektů apod. umožňuje použití libovolného polygonálního tvaru opěrného tělesa bez kotvení, resp. výpočet odolnosti zeminy podle Coulomba.
Geotechnické aplikace
Program RTwalls, součást instalačního balíčku RIBgeo, je určen pro výpočty a posuzování stavebních jam a nahrazuje starší produkty QWALLS light a kompakt. Obsahuje nové funkce a rozšiřuje uživatelský komfort. Grafické uživatelské prostředí je zpracováno stejným způsobem jako u příbuzného programu FEM FEWALLS. Všude tam, kde u jednotlivých národních příloh nejsou definovány jednoznačné postupy nebo jednoduše chybí hodnoty příslušných součinitelů, se využívají ustanovení geotechnické normy DIN 1054, která je německým výkladem a rozšířením k evropským normám EC7. Tento postup je plně v souladu s aktuálními normami a poskytuje uživateli nezbytnou oporu v případech, kdy mu chybí národní normativní nebo projekční podklady.
Plnohodnotné grafické prostředí pro Windows nového geotechnického systému PINwalls umožňuje interaktivní řešení libovolných problémů z oblasti posuzování podchycení základů opěrným tělesem. Nejrůznější typy opěrných těles, tvary povrchu terénu a vlastnosti zeminných vrstev je možné ukládat do interní databanky. Tvar tělesa a povrchu terénu lze velmi snadno měnit. Pomocí polygonálního zadání bodů lze vytvářet i libovolný polygonální tvar opěrného tělesa.
Komfortní grafické prostředí pro Windows osvědčeného geotechnického systému LIMES® umožňuje interaktivní řešení libovolných problémů z oblasti výpočtů a posuzování opěrných stěn a gabionů. Interní databanka, kterou lze libovolně rozšiřovat, obsahuje běžné tvary opěrných stěn, gabionů, průběhy povrchu terénu, vlastnosti železobetonu, gabionů a zeminných vrstev. Program nabízí různá schémata tlaků zeminy pro posudky stability podle DIN 4085.
Čtěte také: Zjistěte více o pasportizaci staveb
Aplikace Windows pro výpočty a posouzení stability svahů a hrází s libovolným, polygonálním průběhem geologických vrstev podle norem ČSN EN 1997-1, obecné EN 1997-1, DIN EN 1997-1, ÖNORM B 1997-1-1 se zohledněním tříd následků škod a DIN 1054 s aktuálními změnami. Dále existuje aplikace Windows pro realistické výpočty napjatosti a deformací stavebních jam a ovlivněné okolní oblasti metodou konečných prvků (FEM). Interakce mezi okolním prostředím a zajištěním stavební jámy je modelována moderním výpočetním jádrem PLAXIS. Po výpočtu je automaticky sestaven uživatelsky konfigurovatelný protokol zadání a výsledků jednotlivých stavebních fází. Veškeré údaje jsou doplněny kótovanými obrázky s průběhy relevantních veličin.
Programové aplikace pro Windows disponují grafickým objektovým pracovním prostředím a umožňují zpracování všech standardních typů potrubí uložených v zeminách, a to jak ohybově tuhá, tak i ohybově měkká a tvarovatelná potrubí. Pro všechny typy potrubí je veden posudek napětí; pokud je to nutné posudek dlouhodobé pevnosti; u ohybově měkkých potrubí navíc posudek protažení, krátkodobé a dlouhodobé deformace a posudek stability. Protlačovaná potrubí jsou považována za ohybově tuhá. Posudek protlačovaných potrubí je veden pro různá zatížení ve stavebním a provozním stavu a pro minimální nutnou výztuž tak, aby byly zohledněny veškeré možné okrajové podmínky. Posudky napětí jsou vedeny v podélném a příčném směru k ose potrubí. Pokud je to nutné probíhá i posouzení dlouhodobé pevnosti.
CAD a BIM software
RIBcad (ZEICON) je plně samostatně funkčním konstrukčním CADem vyvíjeným cíleně pro profesní skupinu stavebních konstruktérů nosných konstrukcí. RIBcad je materiálově nezávislý, umožňuje kreslení zděných, ocelových, dřevěných a smíšených konstrukcí. Konstruování v RIBcadu historicky vychází z kreslení na rýsovacím prkně. V současnosti vhodným způsobem kombinuje moderní počítačové technologie s tradičním inženýrským konstrukčním přístupem. Práce ve 2,5D vychází z půdorysů, pohledů, řezů, různých měřítkových zobrazení téhož objektu a detailů. Rozměrové, objemové a množstevní informace jsou provázané a vždy aktuální.
Technologicky vyspělý CAD systém pro kreslení v rovině i ve 3D, kompatibilní s uznávanými a všeobecně používanými průmyslovými standardy, je zcela novou generací BricsCADu. Nová verze programu umožňuje výběr systémů CAD kompatibilních s formátem DWG. BricsCAD byl zcela přepracován a program obsahuje nové, přehlednější a srozumitelnější uživatelské prostředí.
Autopath je SW řešení pro analýzu vlečných křivek, které používají odborníci na dopravu. Nejčastěji se používá k analýze manévrů vozidel na silnicích, křižovatkách, parkovištích, staveništích, letištích, nakládacích prostorách a dalších. Umožňuje horizontální a vertikální analýzy průjezdů vozidel vztažených k ose komunikace, hraně vozovky, obrubě nebo k jakékoli jiné definované linii, křivkou či trasou definovanou uživatelem. Metoda analýzy tzv. EasyDrive nabízí interaktivní nápovědu pro pohyb vozidla vpřed a vzad.
Energetické a tepelné posudky
Program AREA 2017 umožňuje výpočet dvourozměrného stacionárního pole teplot a částečných tlaků vodní páry a přibližné roční bilance vodní páry ve dvourozměrných stavebních detailech. Výpočet je proveden pomocí metody konečných prvků. Je možné řešit otevřené vzduchové vrstvy složené z maximálně dvaceti úseků a ohraničené maximálně dvaceti typy konstrukcí. Program provádí výpočet tepelného odporu, součinitele prostupu tepla, vnitřní povrchové teploty, teplotního faktoru, teplotního útlumu, poklesu dotykové teploty podlahové konstrukce a roční bilance zkondenzované a vypařené vodní páry. Výpočet roční bilance vodní páry je v programu proveden podle evropské metodiky předepsané v ČSN EN ISO 13788 a podle tradiční národní metodiky uvedené v ČSN 73 0540-4.
Program ZTRÁTY 2019 umožňuje výpočet tepelných ztrát budov podle ČSN EN 12831-1 a průměrného součinitele prostupu tepla budovy podle ČSN 73 0540-1, ČSN 73 0540-2, ČSN 73 0540-3, ČSN 73 0540-4 a STN 73 0540.
Program ENERGIE 2023 je určen pro komplexní hodnocení energetické náročnosti budov. Umožňuje výpočet průměrného součinitele prostupu tepla budovy, měrných tepelných toků, potřeby tepla na vytápění, dílčích dodaných energií (vytápění, chlazení, nucené větrání, úprava vlhkosti vzduchu, příprava teplé vody, osvětlení), produkcí energie (solární kolektory, fotovoltaika, kogenerace), celkové dodané energie, primární energie (celkové i neobnovitelné) a emisí CO2. Při výpočtu se zohledňují postupy a požadavky ČSN 73 0540-1, ČSN 73 0540-2, ČSN 73 0540-3, ČSN 73 0540-4, ČSN 73 0331-1, TNI 73 0329, TNI 73 0330, STN 730540, ČSN EN ISO 52016-1, ČSN EN ISO 13370, ČSN EN 16798-7 a dalších evropských norem. Program zpracovává energetický průkaz podle vyhlášky MPO ČR č. 264/2020 Sb.
Program také umožňuje provádět detailní výpočet produkce elektřiny fotovoltaickými systémy a hodnotit míru využitelnosti vyrobené elektřiny v budově (potřebné pro některé žádosti NZÚ).
Přehled stavebního softwaru (Freeware a Shareware)
Tato informační pomůcka obsahuje odkazy na internet s popisem softwaru (SW), který je možné využít pro stavební praxi. Odkazy jsou převzaty pouze z legitimních webových prezentací, aby nebyla porušena autorská práva. Dnes již větší část výrobců a distributorů softwaru poskytuje na svých internetových stránkách svůj software ve verzích, které je možné si před nákupem bezplatně vyzkoušet (tzv. trialové verze nebo demo verze). Některý software je uvolněn dokonce jako open source.
Význam a popis jednotlivých označení
- Freeware: Software distribuovaný bezplatně. Autor si zpravidla ponechává autorská práva, například nedovoluje program upravovat, nebo omezuje použití zdarma jen pro nekomerční či osobní potřebu.
- Shareware: Software, který je možné volně distribuovat. Každý jej má možnost zdarma vyzkoušet. Pokud ho ale nadále používá, je povinen řídit se podle autorovy licence a zpravidla zaplatit cenu programu, nebo se jen registrovat.
- Trial verze SW: Licence, která je nejčastěji časově omezená (např. 30 dní) nebo omezená počtem spuštění. Skutečnost, že se jedná o trial verzi, je viditelná také na výstupu z programu.
- Demo verze SW: Licence, která je většinou časově neomezená, ale obsahuje pouze část funkcí plné verze, často jen základní funkce.
- Open source (OSS): Počítačový software s otevřeným zdrojovým kódem. V užším smyslu se OSS míní software s licencí, vyhovující definici prosazované Open Source Initiative.
- Malware: Záměr autora takového programu spíše než jeho specifické vlastnosti. Zahrnuje počítačové viry, trojské koně, spyware a adware. Mnoho dřívějších škodlivých programů vzniklo jako experiment nebo žert a většinou se záměrem vůbec neškodit nebo pouze obtěžovat.
- Spyware: Kategorie malwaru psaného výhradně účelově, tedy programy, které monitorují uživatelem navštívené webové stránky, zobrazují nevyžádané reklamy a přinášejí tak autorovi spywaru podíl na zisku.
Seznam vybraného softwaru (freeware/shareware)
Níže uvedený seznam obsahuje názvy, krátký popis produktů a relevantní informace o softwarových nástrojích pro stavební praxi:
| Název programu | Popis / Funkce |
|---|---|
| AREA 2017 | Výpočet dvourozměrného stacionárního pole teplot a částečných tlaků vodní páry, roční bilance vodní páry. |
| Autodesk 360, A360 Viewer | Nástroje pro prohlížení a spolupráci v rámci Autodesk ekosystému. |
| Autodesk Design Review | Prohlížení a připomínkování 2D a 3D projektů bez potřeby původního softwaru. |
| Autopath | Analýza vlečných křivek vozidel pro dopravní odborníky. |
| Bim.Point | Nástroj pro BIM spolupráci a správu dat. |
| Blender | Open-source 3D grafický software pro modelování, animaci a renderování. |
| BricsCAD | CAD systém pro kreslení ve 2D a 3D, kompatibilní s DWG. |
| CONTEC | Stavební software. |
| conVERTER | Nástroj pro konverzi dat. |
| DDS-CAD elektro, DDS-CAD MEP, DDS-CAD Open BIM Viewer | Software pro elektroinstalace, TZB a prohlížení BIM modelů. |
| DWG TrueView | Prohlížeč DWG souborů. |
| ElProCAD, EL-Revize, EL-Spotřebiče, EL-Testy | Software pro elektrotechnické výpočty a revize. |
| ENERGIE 2023 | Komplexní hodnocení energetické náročnosti budov. |
| euroCALC Solution | Stavební výpočty. |
| FEAT | Software pro analýzu metodou konečných prvků. |
| FEWALLS (RIBgeo - zakládaní staveb a geotechnika) | FEM analýza stavebních jam a jejich zajištění. |
| FIN EC (všechny programy) | Široká škála stavebních výpočtových programů. |
| Fotovoltaika 2017 | Výpočet produkce elektřiny fotovoltaickými systémy. |
| Frilo Statika | Statické výpočty. |
| GEO5 (všechny programy) | Geotechnické výpočty (základy, svahy, opěrné konstrukce). |
| GLEITKREIS (RIBgeo - zakládaní staveb a geotechnika) | Analýza stability svahů. |
| Graphisoft TZB Modelář | Modelování TZB systémů. |
| Hydrotechnický výpočet kanalizační sítě 4.0 | Výpočet kanalizačních sítí. |
| IDEA StatiCa | Výpočty ocelových a železobetonových spojů, nosníků. |
| Innovation3D | 3D modelování. |
| IrfanView | Rychlý prohlížeč obrázků. |
| Konzola v. 1.15 | Statické výpočty konzol. |
| Kubatury komunikace, Kubatury, hydraulika pro Podélný profil vodní toky, Kubatury, rozpočty pro podélný profil kanalizace, Kubatury, rozpočty pro podélný profil voda, plyn | Výpočty objemů a rozpočty pro liniové stavby. |
| LIMES (RIBgeo - zakládaní staveb a geotechnika) | Výpočty a posuzování opěrných stěn a gabionů. |
| Lumion | Software pro vizualizace a renderování. |
| Microsoft EXCEL Viewer, PowerPoint Viewer, WORD 2007 Viewer | Prohlížeče dokumentů Microsoft Office. |
| Nosník v. 2.20 | Statické výpočty nosníků. |
| Pathfinder 2018 | Simulace evakuace a pohyb osob. |
| PFAHL (RIBgeo - zakládaní staveb a geotechnika) | Výpočty pilot. |
| Pilota v. 1.00 | Výpočty pilot. |
| PINwalls (RIBgeo - zakládaní staveb a geotechnika) | Výpočty a posuzování podchycení základů opěrným tělesem. |
| Podélný profil kanalizace, Podélný profil komunikace, Podélný profil voda, plyn, Podélný profil vodní toky | Tvorba a analýza podélných profilů liniových staveb. |
| PONTI /POMPRU (RIBfem - FEM pro pozemní stavby a mosty) | Statika mostních konstrukcí a FEM analýzy. |
| RIBcad (ZEICON) | Konstrukční CAD systém pro statiky. |
| RIBfem (PONTI) - FEM pro pozemní stavby a mosty | FEM analýzy pozemních staveb a mostů. |
| ROHR (RIBgeo - zakládaní staveb a geotechnika) | Výpočty potrubí uložených v zeminách. |
| RSTAB | Výpočty prutových konstrukcí. |
| RFEM | Pokročilý software pro statické výpočty a modelování. |
| RTgabion (RIBgeo - zakládaní staveb a geotechnika) | Výpočty gabionů. |
| RTslab (RIBtec - konstrukční prvky a prefabrikace) | Výpočty deskových konstrukcí. |
| RTwalls (RIBgeo - zakládaní staveb a geotechnika) | Výpočty a posuzování stavebních jam. |
| Scia Engineer - Výpočty a dimenzování / CAE | Komplexní statické a dynamické výpočty, dimenzování konstrukcí. |
| SEMA Software | Software pro dřevěné konstrukce a tesařské práce. |
| SchémataCAD | Software pro tvorbu schémat. |
| SIMULACE 2018 | Simulační nástroj. |
| SketchUp Pro, Sketchup Viewer | 3D modelovací software a jeho prohlížeč. |
| Sloup K v. 1.0, Sloup v.1.02 | Statické výpočty sloupů. |
| SoftCAD.3D Architectural version 2.04, SoftCAD.3D Universal version 2 | Architektonický a univerzální 3D CAD software. |
| Solibri Model Checker (SMC) | Kontrola BIM modelů. |
| SPIRIT | CAD software. |
| STABILITA 2014 | Program pro posouzení stability. |
| Svary v. 1.0 | Výpočty svarů. |
| Tabulky plochy výztuže v. 1.26 | Tabulkové výpočty výztuže. |
| Tekla Structures | Software pro modelování a detaily ocelových konstrukcí. |
| TEPLO 2017 | Výpočty tepelných ztrát a energetické náročnosti. |
| Trimble | Různé stavební softwarové nástroje. |
| TRUSS4 | Software pro návrh vazníků a dřevěných konstrukcí. |
| Verox | Stavební software. |
| Vico software | BIM pro řízení projektů. |
| Výpis výztuže v. | Nástroj pro výpis výztuže. |
tags: #statika #zdenych #staveb #software #prehled