Systém
Spřažený nosník je uložen jako nosník o jednom poli o délce 15 m. Spřažení je ve skutečnosti řešeno spřahovacími trny, přivařenými v rozestupu 1,25 m. Jako zatížení se uvažuje vlastní tíha (obr. 01).
Varianta 1: Spřažení řešené společnými uzly a excentricitou prutu
Oba prvky průřezu jsou modelovány jako prutové prvky typu Nosník o délce (2 ⋅) 12 ⋅ 1,25 m. Oba průřezy leží zpočátku na stejné linii, a proto je třeba v nabídce „Úpravy“ aktivovat funkci „Povolit dvojité pruty“. Lze tak na ně pohlížet jako na samostatné prvky, ačkoli jsou podepřeny na stejných koncových uzlech. Všem 2 ⋅ 12 prutovým prvkům se přiřadí příslušná excentricita tak, aby horní hrana ocelového profilu odpovídala dolní hraně betonového průřezu (obr. 02).
Tímto způsobem se dvanáct jednotlivých spřažených prvků navzájem spojí vždy na svém počátku a na konci.
Varianta 2: Spřažení řešené pruty typu Vazba
Prvky modelujeme podobně jako u první varianty, ovšem s tím rozdílem, že průřezům nepřiřadíme žádnou excentricitu a oba průřezy budou ležet na dvou samostatných liniích. Abychom z celkem 24 prutových prvků vytvořili dvanáct spřažených prvků, je třeba jednotlivé průřezy navzájem spojit tuhými pruty. Na obou podporách je tuhý prut rozdělen na dva pruty, takže uzlové podpory leží stejně jako u první varianty ve spojovací spáře. Podepření je řešeno tuhými pruty (obr. 03).
Tuhé pruty spojí celé oba průřezy stejně jako zadaná excentricita. Tato varianta nám ovšem také skýtá možnost upravit tuhost vazeb podle skutečně použitých spřahovacích trnů na jejich koncích anebo je dokonce nahradit jiným typem prutu. Navíc máme u této varianty možnost prohlédnout si vnitřní síly vazeb (tuhých prutů). Slouží k tomu volba „Výsledky pro vazby“ v navigátoru „Zobrazit“ pod položkou „Výsledky“ → „Pruty“ (obr. 04).
Možnost 3: Spřažení řešené prutem typu Žebro
Tato varianta představuje zásadně odlišný způsob modelování. Betonový průřez je řešen jako plocha, zatímco ocelový průřez je modelován jako žebro. Excentricitu žebra lze zadat v dialogu „Upravit žebro“ na straně plochy +z. Abychom dosáhli stejných podporových podmínek jako u prvních dvou možností, můžeme plochu (a tím automaticky také žebro) připojit na obou stranách na podporu tuhým prutem od její středové osy až po její okraj +z. Vnitřní síly na prutech zobrazíme pro celý průřez pomocí volby „U prutů zahrnout podíl ploch“ (navigátor „Zobrazit“ → „Výsledky“→ „Žebra – spolupůsobící na ploše /prutu“). Podrobné informace o prutu typu Žebro najdeme v sekci FAQ.
Závěr a výhled
Zatímco v případě dvou prvních variant se jedná o jistý druh prutového modelu, kdy jsou ohybové momenty příznivě ovlivněny vazbami, představuje třetí varianta ideální spřažený průřez. Vnitřní síly mají vlivem integrovaných vnitřních sil na betonové ploše řádově odlišné hodnoty a je třeba je také odlišně posuzovat (obr. 05 a 06).
Pokud ovšem porovnáme průhyby, vidíme, že pro modelování spřaženého nosníku mohou přicházet v úvahu všechny tři varianty (obr. 07).
Také výsledky týkající se působení smyku mezi betonovým a ocelovým průřezem jsou srovnatelné. Podélnou smykovou sílu VL lze zobrazit, pokud klikneme pravým tlačítkem myši na žebro a označíme vnitřní sílu VL pod „Průběhy výsledků“ (obr. 08).
Pro porovnání lze znázornit posouvající sílu u tuhých prutů z varianty 2 (obr. 09).
| Porovnání vnitřních sil a průhybů | Varianta 1 | Varianta 2 | Varianta 3 |
|---|---|---|---|
| My [kNm] | 32,64 | 32,64 | 240,50 |
| u [mm] | 20,10 | 20,10 | 20,40 |
| VL [kN] | 132,30 | 132,30 | 128,30 |
Databáze znalostí