Балки перекрытий, ребра, тавровые балки: моделирование и определение внутренних сил

Преимущества представления ребер в программе RFEM

Учитывается жесткость или гибкость балки перекрытия. Таким образом можно представить его влияние на распределение внутренних сил и деформацию.

Параметры ребра

Параметры ребра 3D

Для ребра в трехмерном положении есть два основных параметра. Во-первых, это интегральная ширина, которая определяет область для интеграции внутренних сил. Для этого площадь интегрирования с каждой стороны не должна превышать нескольких поверхностей. Во-вторых, необходимо определить выравнивание ребер. Данные о положении относятся к системе местных осей поверхности, включая ребро.

Поперечное сечение ребра

В качестве поперечного сечения ребра необходимо определить такую часть поперечного сечения, которая дополнительно имеется на поверхности. Для расчета тавровой балки программа генерирует общее сечение тавровой балки.

Определение внутренних сил для расчета

Перед расчетом определяются внутренние силы и отношение к центру тяжести Т-образной балки (обычно Т-образного или L-образного сечения). Для этого интегрируются компоненты внутренней силы пластины и ребра. Внутренние силы интегрируются перпендикулярно оси ребра.

Изображение внутренних сил только для ребра

Для пластинчатого компонента следующие внутренние силы возникают в результате объединения внутренних сил в поверхностях. Предполагается, что локальные системы осей выступа и поверхности совпадают. Если они не должны быть одинаковыми, внутренние силы должны быть предварительно преобразованы в систему местных осей выступа.

Эксцентриситет частей сечения

Внутренние силы ребра соответствуют внутренним силам стержня, включая сечение ребра. В RFEM можно отобразить внутренние силы без включенных компонентов поверхности для оценки внутренних сил. Вы можете настроить это в «Навигаторе проекта» - «Показать» в разделе «Результаты» - «Ребра - Эффективный вклад на поверхность/стержень».

Изображение внутренних сил для тавровой балки 1

Результирующие внутренние силы Т-образной балки получают, когда внутренние силы пластины и ребра относятся к центру тяжести сечения Т-образной балки.

Части сечения - ребро 3D

Изгибающий момент полученной тавровой балки можно получить для таврового сечения, например, следующим образом:
M_y = M_{y, пластина} + M_{y, ребро} -_{пластина} ∙ N_{пластина} +_ребро ∙ N_ребро
Программа всегда определяет результирующие внутренние силы сечения тавровых балок в соответствии с настройками по умолчанию.

Компонент внутренней силы – плита

Ребро в 2D

По сути, это не чисто двумерная проблема в случае тавровых балок. Пользователи должны знать, что рассмотрение ребер в 2D обязательно сопровождается упрощением. Поскольку выравнивание эксцентрических элементов невозможно в 2D, центральная ось сечения тавровой балки проходит в плоскости поверхности. Такой подход требует дополнительных действий при рассмотрении жесткости конструкции.

肋 2D

В дополнение к параметрам ребра в 3D, необходимо применить дополнительные параметры ребра в 2D, чтобы учесть жесткость сечения тавровой балки. При внутреннем рассмотрении ребра в 2D, наложение жесткости приводит к области интегральной ширины b1 и b2. Следовательно, уменьшение жесткости поверхности в области ширины интегрирования активно из-за настройки параметров выступа по умолчанию. Однако следует отметить, что это приложение приводит к концентрации жесткости вдоль оси ребра, чего не происходит ни в реальности, ни при отображении ребра в 3D.

Дополнительные параметры - ребро 2D

Поскольку эксцентриситет в 2D не может быть отображен, учитывается влияние эксцентриситета на жесткость (то есть на дополнительные компоненты Штейнера). Для обеспечения жесткости на кручение часть сечения тавра совмещается с поверхностью. Деформация жесткости на кручение тавровой балки может быть уменьшена вручную. Как правило, невозможно указать коэффициент уменьшения или процентное значение для эффективной жесткости на кручение, поскольку это зависит от геометрии поперечного сечения.

Поэтому для представления балок перекрытия лучше использовать 3D-версию программы RFEM вместо 2D-версии.