Modelování typického spřaženého nosníku
Ocelobetonové spřažené nosníky využívají výhod betonu (pevnost v tlaku) a oceli (pevnost v tahu). Spřažené nosníky jsou obvykle za tepla válcované nebo vyrobené ocelové profily, které spolupůsobí spřažením se stropní deskou. Často je deska tvořena profilovaným ocelovým plechem, která je spřažena s betonem. Spřažení se dosahuje připojením smykových prvků k hornímu pásu nosníku.
V programu SCIA Engineer lze spřažené nosníky s ocelovým plechem modelovat dvěma způsoby:
- metoda 1: Metoda spřažené desky;
- metoda 2: Metoda desky se žebry.
Pro analýzu a návrh poskytují obě možnosti stejné výsledky.
Metoda 1: metoda spřažené desky
Výhody této metody modelování jsou:
- Větší flexibilita při modelování rozvržení stropních nosníků;
- Vhodné pro nepravidelné geometrie podlaží;
- Lze modelovat několik polí (nebo celých podlaží) pomocí jednoho spřaženého deskového prvku.
Rámcový postup:
- V dialogovém okně "Data o projektu" (přes Hlavní menu > Soubor > Nastavení projektu) definujte materiál betonu a oceli a aktivujte moduly pro návrh spřažených stropů a modelování plošných prvků:
- Vytvořte rozvržení stropních nosníků pomocí 1D prutů. Na obrázku níže je příklad uspořádání stropních nosníků (půdorys):
- Pro vytvoření stropní desky, vyberte možnost "Spřažená deska" (Zadávací panel > pracoviště Konstrukce > kategorie Plochy). Pokud se jedná o první spřaženou desku ve vašem modelu, pak vás SCIA Engineer vyzve k výběru profilovaného plechu z knihovny profilovaných plechů. V případě potřeby můžete vytvořit vlastní profil:
- Upravte vlastnosti spřažené desky (např. tloušťku, materiál profilovaného plechu a třídu betonu) tak, aby vyhovovaly vašemu návrhu:
- Chování elementu: řídí chování spřažené konstrukce v rovině, tj. působení membránové tuhosti při přenosu příčných zatížení. Další informace naleznete v následující často kladené otázce: Modelování spřaženého stropu
- Profilovaný plech: vyberte ocelový profilovaný plech, který bude součástí spřažené desky.
- Tloušťka: definujte celkovou tloušťku spřažené desky.
- Natočení LSS: definuje směr rozpětí spřažené desky, 0,0 stupně odpovídá lokální ose 'x' desky.
- Metoda přenosu zatížení: u spřažených nosníků je výchozí metodou "Zatěžovací plocha". Pouze v případě, že nelze správně vygenerovat zatěžovací plochu, použijte jednu z metod "Přesný (FEM)".
- Vymodelujte spřaženou desku jako jakýkoli jiný 2D prvek. Pomocí metody spřažené desky můžete vytvořit jeden prvek pro celé podlaží:
- Vyberete spřažené nosníky a odpovídající spřaženou desku a připojte 1D prvky jako žebra (přes Hlavní menu > Upravit > Upravit > Propojit prvky/uzly). Tento příkaz připojí nosníky ke spřažené desce jako žebra desky. Tato možnost je k dispozici také v dialogu Výpočtu.
Důležitá poznámka o excentricitách: Po připojení nosníků jako žeber nebudou nosníky a deska kopírovat tvar skutečné konstrukce, tj. žebra nebudou zobrazena jako nosníky zarovnané na spodní povrch spřažené desky. Pro výpočet správných výsledků při kontrolách spřažených konstrukcí podle normových předpisů (např. EN 1994-1-1) není excentricita vyžadována. Chcete-li zobrazit skutečný tvar konstrukce bez ovlivnění výsledků analýzy MKP, podívejte se na následující často kladenou otázku: Vizualizace spřažených nosníků
Metoda 2: metoda desky se žebry
Výhody této metody modelování jsou:
- Definice spřažené desky a sekundárních nosníků v jedné příkazové operaci;
- Vhodné pro pravidelné geometrie podlaží, např. opakující se rastry sloupů;
- Rychlé a snadné nastavení počtu sekundárních nosníků pro pole.
Rámcový postup:
- V dialogovém okně "Data o projektu" (přes Hlavní menu > Soubor > Nastavení projektu) definujte materiál betonu a oceli a aktivujte moduly pro návrh spřažených stropů a modelování plošných prvků:
- Vytvořte rozvržení stropních nosníků, které slouží k propojení sloupů, pomocí 1D prutů. Mezilehlé nosníky budou definovány později. Na obrázku níže je ukázka uspořádání stropního pole.
- Vytvořte prvek "Deska s žebry" (Zadávací panel > pracoviště Konstrukce > kategorie Plochy) a nastavte vlastnost "Typ prvku" na "Spřažená deska". Pokud se jedná o první spřaženou desku ve vašem modelu, pak vás SCIA Engineer vyzve k výběru profilovaného plechu z knihovny profilovaných plechů. V případě potřeby můžete vytvořit vlastní profil. Upravte vlastnosti spřažené desky tak, aby vyhovovaly vašemu návrhu. Pomocí vlastností "Rozvržení prutu" nastavte rozmístění mezilehlých nosníků.
- Chování elementu: řídí chování spřažené konstrukce v rovině, tj. působení membránové tuhosti při přenosu příčných zatížení. Další informace naleznete v následující často kladené otázce: Modelování spřaženého stropu
- Profilovaný plech: vyberte ocelový profilovaný plech, který bude součástí spřažené desky.
- Tloušťka: definujte celkovou tloušťku spřažené desky.
- Natočení LSS: definuje směr rozpětí spřažené desky, 0,0 stupně odpovídá lokální ose 'x' desky.
- Metoda přenosu zatížení: u spřažených nosníků je výchozí metodou "Zatěžovací plocha". Pouze v případě, že nelze správně vygenerovat zatěžovací plochu, použijte jednu z metod "Přesný (FEM)".
- Vytvořte spřažené desky v každém stropním poli. Spřaženou desku modelujte jako jakýkoli jiný 2D prvek.
- Upravte vlastnosti mezilehlých spřažených nosníků pro pole vytvořená v předchozím kroku. Můžete také upravit svislé zarovnání v "Konstrukčním modelu" tak, aby kopírovalo skutečnou excentricitu nosníku zarovnaného na spodní povrch.
- Vzhledem k nastavení "Rozvržení prutu" v kroku 3 jsou jako žebra spojeny pouze mezilehlé nosníky. Krajní nosníky v liniích sloupů bude třeba připojit jako žebra, pokud s nimi chcete zacházet jako se spřaženými nosníky (viz další krok).
- Vyberete spřažené nosníky a odpovídající spřažené desky a připojte 1D prvky jako žebra (přes Hlavní menu > Upravit > Upravit > Propojit prvky/uzly). Tento příkaz připojí nosníky ke spřaženým deskám jako žebra desky. Tato možnost je k dispozici také v dialogu Výpočtu.
Důležitá poznámka o excentricitách: Po připojení nosníků jako žeber nebudou nosníky a deska kopírovat tvar skutečné konstrukce, tj. žebra nebudou zobrazena jako nosníky zarovnané na spodní povrch spřažené desky. Pro výpočet správných výsledků při kontrolách spřažených konstrukcí podle normových předpisů (např. EN 1994-1-1) není excentricita vyžadována. Chcete-li zobrazit skutečný tvar konstrukce bez ovlivnění výsledků analýzy MKP, podívejte se na následující často kladenou otázku: Vizualizace spřažených nosníků