W tym artykule opisano inną możliwość modelowania za pomocą modelu prętowego.
Dieses Verfahren kann grundsätzlich auch an Flächen angewendet werden. Da die Modellierung der Kopplungsstäbe et cetera aufwendig ist, empfiehlt sich, die Fläche direkt an den Stab beziehungsweise der anderen Fläche zu koppeln. Istnieje kilka opcji:
- Połączenie typu powierzchnia-powierzchnia z przegubem liniowym
- Połączenie typu pręt-powierzchnia ze zwolnieniem liniowym
- Połączenie typu powierzchnia-powierzchnia z bryłą kontaktową
Przykład z [1] Rozdziału E 8.6.2 powinien służyć jako odniesienie. Układ konstrukcyjny i wymiary przekroju pokazano na Rysunku 01. Die Nachgiebigkeit wird mit 133 N/mm² berücksichtigt, welche aus einem Verbindungsmittelabstand von 125 mm resultiert.
![Układ konstrukcyjny i wymiary przekroju według [1]](/pl/webimage/009153/482068/01-de.png?mw=760&hash=4d2e5f39893d33c6d940a121595d47e64c1b0fa2)
Połączenie typu powierzchnia-powierzchnia z przegubem liniowym
Hierbei werden sowohl der Holzträger als auch der Beton mit Flächen modelliert, wobei die Fläche des Holzträgers rechtwinklig zur Fläche des Betons erstellt wird. Ponieważ poprzeczne odkształcenie jest brane pod uwagę w przypadku elementów powierzchniowych, dla drewnianych belek należy wybrać ortotropowy model materiału. Na połączeniu zespolonym sprężystość może być realizowana za pomocą przegubu liniowego przez określenie sprężystości w postaci sprężyny dla stopnia swobody ux. Dla przykładu z [1], jest to 133 N / mm².
Zaletą tej metody jest to, że można bezpośrednio odczytać przebieg ścinania w połączeniu zespolonym. W powierzchni pionowej można utworzyć przekrój i ocenić podstawową siłę wewnętrzną nxy. Wyniki są identyczne z wynikami uzyskanymi metodą analogii ścinania podaną w [1]. Zmniejszenie przebiegu ścinania w rejonie podparcia do 0.040 MN/m wynika z osobliwości w tym rejonie i może zostać pominięte.
Als Nachteil kann angesehen werden, dass die Spannungen und Überlagerungen über die Flächenschnittgrößen ausgewertet werden müssen. Hierfür kann jedoch ein Ergebnisstab die Flächenergebnisse der Holzfläche aufintegrieren und eine Stabbemessung ist somit gewährleistet. Aby wyświetlić tę samą odległość od osi pojedynczego przekroju, konieczne byłoby rozmieszczenie powierzchni betonowej mimośrodowo o 35 mm. Der Einfluss in diesem Fall ist sehr gering, weshalb darauf verzichtet wird.
Połączenie typu pręt-powierzchnia ze zwolnieniem liniowym
Bei dieser Methode wird der Holzträger als Stab modelliert und exzentrisch an die Fläche angeschlossen. Ponieważ zazwyczaj powierzchnia nie jest połączona z prętem, ale tworzy ciągłość (efekt ciągłości), nie można tu zastosować przegubu liniowego. W tym wypadku, konieczne jest zastosowanie zwolnienia liniowego. Dlatego możliwe jest zwolnienie jednego elementu i kontrola zachowania względem siebie za pomocą typu zwolnienia liniowego. W tym wypadku, sprężystość można uwzględnić w taki sam sposób, jak w przypadku zwolnienia przegubowego poprzez sprężynę liniową.
Der Nachteil dieser Methode ist, dass der Schubfluss nicht mehr direkt abgelesen werden kann. W tym wypadku konieczne jest utworzenie przekroju przy linii łączącej powierzchnię z prętem. To skutkuje powstaniem przebiegu ścinania po prawej i lewej stronie linii. Wynik należy dodać w tym przypadku. Po dodaniu, przebieg ścinania jest identyczny jak w poprzedniej metodzie.
Update: Mittlerweile wurde eine Ergebnisausgabe für Liniengelenke sowie Linienfreigaben geschaffen, mit denen der Schubfluss direkt ausgelesen werden kann. Sie finden die Ausgabe im Ergebnis-Navigator und dort unter dem Punkt 'Freigaben'.
Jednakże, zaletą jest fakt, że możliwe jest np. przeprowadzenie obliczeń w module dodatkowym RF-TIMBER, ponieważ siły wewnętrzne są proporcjonalnie dostępne.
Połączenie typu powierzchnia-powierzchnia z bryłą kontaktową
Kolejną możliwością jest połączenie obu powierzchni za pomocą bryły kontaktowej. Obie powierzchnie są zamodelowane równolegle względem siebie, a warunek kontaktu w postaci bryły kontaktowej jest ustawiony między nimi. Hierbei ist der Holzbalken ebenfalls als orthotrope Fläche zu modellieren. Sprężystość jest w tym wypadku wprowadzona jako sprężyna powierzchniowa. Hierfür ist die Linienfeder 133 N/mm² um eine Ebene zu erweitern, indem der Wert mit der Breite der Kontaktfläche, also 120 mm, zu dividieren ist. Sprężyna wynosi:
Ponownie w tym wypadku nie można bezpośrednio odczytać przebiegu ścinania i należy go obliczyć z naprężeń ścinających bryły kontaktowej, poprzez ponowne dzielenie naprężeń przy 120 mm = 0,12 m. Sekcja z wynikami może zostać wyeksportowana do pliku Excel i dalej oceniana już w pliku.
Ponieważ powierzchnie są rozmieszczone geometrycznie, nie ma potrzeby definiowania mimośrodu. Diese Modellierung ist sicher am aufwendigsten und macht in der Regel nur Sinn, wenn es sich bei den Verbundbauteilen um flächige Elemente handelt (beispielsweise bei Brettsperrholz-Beton-Verbund).