Ako modelovať jednosmernú dosku v SCIA Engineer?

Jednosmerná doska je doska, ktorá prenáša zaťaženie hlavne v jednom smere. Môže sa jednať o dosku podopretú iba na dvoch hranách alebo o dosku podopretú na štyroch hranách, pre ktorú je väčšia dĺžka rozpätia Ly najmenej dvakrát väčšia než menšie rozpätie Lx. Konštrukcia jednosmernej dosky povedie k zosilneniu hlavne v smere podopretia.

V softvéri pre riešenie konečných prvkov, ako je napríklad SCIA Engineer, keď je doska podopretá na štyroch hranách, bude štandardne považovaná za obojsmernú dosku. Vzhľadom k tomu, že neexistuje žiadny preddefinovaný hlavný smer pre roznos zaťaženia, ohybová tuhosť dosky pôsobí v obidvoch smeroch x a y. V SCIA Engineer môže užívateľ ľahko definovať jednosmernú dosku. 

model a one-way slab in SCIA Engineer
model a one-way slab in SCIA Engineer
Obrázok 1: Ohybové momenty v dvojsmernej doske (vľavo) a jednosmernej doske (vpravo)

V programe SCIA Engineer je možné jednosmerné dosky zadávať pomocou ortotropie. Môžu byť použité dva typy, ktoré sú vysvetlené nižšie. 

 

Jednosmerná doska s použitím typu ortotropie "Dve výšky"

Príklad je vytvorený z dosky podopretej nosníkmi a stĺpmi. Vo vlastnostiach dosky zmeňte model FEM (MKP): "Izotropný" na "Ortotropný", upravte vlastnosť ortotropie a vyberte typ ortotropie "Dve výšky". Vstupnými údajmi je hrúbka (výška) dosky pre výpočet tuhosti v ohybe v smere x, (d1) a v smere y, (d2). Pre pôsobenie dosky, najmä v smere x (kratšia dĺžka rozpätia v príklade), by mala byť (d1) uvažovaná rovnako ako skutočná hrúbka dosky (180 mm) a (d2) (hrúbka v smere y) by mala byť zmenšená. 

model a one-way slab in SCIA Engineer
Obrázok 2: Parametre pre jednosmernú dosku s použitím typu ortotropie "Dve výšky"

Neexistuje žiadne špecifické pravidlo týkajúce sa hodnoty (d2). S menšími hodnotami (d2) budú výsledky bližšie nasledovnému rozdeleniu zaťaženia:

model a one-way slab in SCIA Engineer
Obrázok 3: Ohybový moment v nosných nosníkoch jednosmernej dosky (vľavo) a jednosmerného nosného panelu (vpravo)

Výsledný moment mx v doske sa potom blíži 1m širokému jednoducho podopretému nosníku:

model a one-way slab in SCIA Engineer  
Obrázok 4: ohybový moment mx v jednosmernej doske

 

Jednosmerná doska používajúca typ ortotropie "Jednosmerná doska" 

Tento typ ortotropie vyžaduje tri vstupné parametre a môže byť tiež použitý pre modelovanie stropných dutinových dosiek: ekvivalentný prierez nosníka, osová vzdialenosť panelov L použitá pre výpočet ohybovej tuhosti v ohybe v smere 1 (alebo x) a výška nadbetonávky h použitá pre výpočet ohybovej tuhosti v ohybe v smere 2 (alebo y). Pre modelovanie jednosmernej dosky je možné použiť malú hodnotu h. Majte však na pamäti, že h sa tiež používa pre výpočet vlastnej tiaže dosky.
Pre ekvivalentný prierez sa použije tvar ekvivalentu dosky: "hrúbka dosky" x "šírka nosníka", t.j. 180 x 1000 mm. Pre parameter osovej vzdialenosti, je použitá rovnaká hodnota ako šírka nosníka, t.j. 1000 mm. 

model a one-way slab in SCIA Engineer
Obrázok 5: Parametre pre jednosmernú dosku s použitím typu ortotropie "Jednosmerná doska" 

model a one-way slab in SCIA Engineer
Obrázok 6: Ohybový moment v nosných nosníkoch a v jednosmernej doske pomocou typu "jeden smer"

U malých hodnôt (d2) alebo h dávajú obidva typy rovnaké výsledky pre ohybový moment v smere uloženia a zaťaženie prenášané do nosných nosníkov.

Stále existujú určité rozdiely medzi obidvoma typmi ortotropie. Po prvé, použitím "Jednosmerná doska" dochádza k vyšším hodnotám ohybového momentu na sekundárnych nosníkoch (rovnobežne so smerom uloženia). To je dané zložkou torzného momentu dosky (D33), ktorá sa líši medzi obidvoma typmi. Po druhé, s "Jednosmerným" typom ortotropie sa hmotnosť dosky vypočíta len na základe hrúbky nadbetonávky. Celková výška dosky sa teda neberie do úvahy a užívateľ musí manuálne pridať chýbajúcu časť vlastnej tiaže v stálom zaťažovacom stave. 

Ďalšie informácie o typoch ortotropie nájdete v tomto článku

 

Referenčné číslo: 
ESA1121
Kategórie: 
Modeller
Typ: 
Voľný užívateľ
Tags: