Jak modelovat jednosměrnou desku ve SCIA Engineer?

Jednosměrná deska je deska, která nese zatížení hlavně v jednom směru. Může to být deska nesená pouze na dvou okrajích nebo deska nesená na čtyřech okrajích, u nichž je větší délka rozpětí Ly alespoň dvakrát menší než rozpětí Lx. Konstrukce jednosměrné desky povede k vyztužení hlavně ve směru uložení.

V softwaru s konečnými prvky, jako je SCIA Engineer, když je deska podporována na jejích čtyřech hranách, tak ji bude software ve výchozím nastavení považovat za obousměrnou desku. Protože neexistuje žádný předdefinovaný hlavní směr pro směrování zatížení, bude se tuhost ohybu desky ohýbat ve směru x i y. Ve SCIA Engineer může uživatel snadno definovat jednosměrnou desku.

Obrázek 1: Ohybové momenty ve dvousměrné desce (vlevo) a jednosměrné desce (vpravo)

Obrázek 1: Ohybové momenty ve dvousměrné desce (vlevo) a jednosměrné desce (vpravo).

 

Ve SCIA Engineer lze zadat jednosměrnou desku pomocí vlastností ortotropie. K dispozici jsou dva typy a jsou vysvětleny níže.

jednosměrná deska modelovaná POUŽITÍm ORTotropie TYPu „DVĚ VÝŠKY“

Příklad je vyroben z desky nesené trámy a sloupy. Ve vlastnostech desky změňte FEM model na Ortotropie, upravte vlastnost ortotropie a vyberte typ ortotropie Dvě výšky. Vstupními daty jsou tloušťka desky pro výpočet tuhosti v ohybu ve směru x, d1 a ve směru y, d2. U deskových podpor převážně ve směru x (v příkladu menší délka rozpětí) by se d1 mělo udržovat stejné jako skutečná tloušťka desky (180 mm) a d2 (tloušťka ve směru y) by se měla redukovat.

Obrázek 2: Parametry pro jednosměrnou desku používající typ ortotropie Dvě výšky

Obrázek 2: Parametry pro jednosměrnou desku používající typ ortotropie “Dvě výšky".

Neexistuje žádné zvláštní pravidlo týkající se hodnoty d2. Při menších hodnotách d2 se výsledky blíží následujícímu rozložení zatížení:

Obrázek 3: Ohybový moment v opěrných nosnících jednosměrné desky (vlevo) a jednosměrného zatěžovacího panelu (vpravo)

Obrázek 3: Ohybový moment v opěrných nosnících jednosměrné desky (vlevo) a jednosměrného zatěžovacího panelu (vpravo).

Výsledný moment mx v desce se pak blíží jednoduše podporovanému prutu o šířce 1 m:

Obrázek 4: Ohybový moment mx v jednosměrné desce

Obrázek 4: Ohybový moment mx v jednosměrné desce.

jednosměrná deska modelovaná POUŽITÍm ORTotropie TYPu „jednosměrná deska“

Tento typ ortotropie vyžaduje tři vstupní parametry a může být také použit pro modelování desek s dutými otvory (Spiroll): ekvivalentní průřez nosníku CSS, rozteč L použitá pro výpočet tuhosti v ohybu ve směru 1 (nebo x) a betonová vrchní vrstva výška h použitá pro výpočet tuhosti v ohybu ve směru 2 (nebo y). K modelování jednosměrné desky lze použít malou hodnotu h. Mějte však na paměti, že h se používá také pro výpočet vlastní váhy desky.

Pro ekvivalentní průřez se použije ekvivalentní tvar desky: tloušťka desky x šířka nosníku, tj. 180 x 1000 mm. Pro parametr mezery, protože deska je rovná, je použita stejná hodnota jako pro šířku nosníku, tj. 1 000 mm.

Obrázek 5: Parametry pro jednosměrnou desku používající typ ortotropie Jednosměrná deska

Obrázek 5: Parametry pro jednosměrnou desku používající typ ortotropie "Jednosměrná deska".

Obrázek 6: Ohybový moment v nosných nosnících a v jednosměrné desce modelované pomocí ortotropie typu Jednosměrná deska

Obrázek 6: Ohybový moment v nosných nosnících a v jednosměrné desce modelované pomocí ortotropie typu "Jednosměrná deska".

 

Pro malé hodnoty d2 nebo h poskytují oba typy stejné výsledky pro ohybový moment ve směru podepření a zatížení přenesené na nosné nosníky.

Mezi oběma typy ortotropie stále existují určité rozdíly:

  • Použití typu Jednosměrná deska vede k vyšším hodnotám ohybového momentu na sekundárních nosnících (rovnoběžně se směrem podepření). Je to způsobeno složkou torzního momentu desky (D33), která se mezi oběma typy liší.
  • U typu ortotropie Jednosměrná deska se vlastní hmotnost desky vypočítává pouze na základě tloušťky betonové vrstvy h. Celková výška desky se tedy nezohledňuje a uživatel musí přidat chybějící část vlastní váhy ručně v případě trvalého zatížení.