Použití
Náběhy jsou konstrukční prvky, jejichž výška průřezu se mění. V ocelových konstrukcích se používají především v rámových systémech v rozích rámů, kde výrazně narůstá ohybový moment. Přizpůsobení průřezu průběhu ohybového momentu umožňuje hospodárnější návrh konstrukce.
Obecný postup modelování náběhů popisujeme v tomto článku FAQ:
V tomto příspěvku vysvětlujeme, jak v programu RFEM 6 modelovat různé typy náběhů. Přehled těchto možností znázorňuje obrázek níže.
Možnost 1: Typ rozdělení „Náběh na počátku prutu“
Prut se definuje se zadáním typu rozdělení „Náběh na počátku prutu“. Na počátku prutu se použije průřez IPE 450, na konci pak průřez IPE 240. Tyto standardní profily se převezmou z databáze průřezů. Program RFEM provádí interpolaci mezi oběma průřezy. Důležitou skutečností je, že interpolace náběhu probíhá nejen z hlediska výšky, ale také z hlediska šířky – od B1 = 190 mm do B2 = 120 mm.
V ocelových konstrukcích je v praxi třeba mít na paměti, že se interpolují také tloušťky stojiny (tw) a pásnic (tf). Ve skutečnosti to nelze takto modelovat.
Pro nastavení v programu nejprve zvolte typ rozdělení „Náběh na počátku prutu“. Následně se zadají průřezy na počátku prutu (bod i) a na konci prutu (bod j). Při této volbě není možné definovat mezilehlý bod (bod k). U tohoto typu rozdělení se ve vnitřním bodě k – tedy v místě přechodu z části s náběhem na část s konstantním průřezem – automaticky vytvoří uzel typu „na prutu“.
Varianta 2.1: Typ rozdělení „s náběhem a odsazením na počátku prutu“
Prut se definuje se zadáním typu rozdělení „s náběhem a odsazením na počátku prutu“. Ostatní vstupní parametry jsou shodné s parametry ve variantě 1.
Zadání v programu: Průřezy se zadají na počátku prutu (bod i) a na konci prutu (bod j). Ačkoliv je v této variantě možné zadat údaje i pro vnitřní bod k, v tomto případě se zvlášť nezadává. Z hlediska statického výpočtu tedy varianta 2.1 odpovídá variantě 1.
Varianta 2.2: Typ rozdělení „S náběhem a odsazením na počátku prutu“
Prut se definuje se zadáním typu rozdělení „S náběhem a odsazením na počátku prutu“. Na rozdíl od varianty 2.1 se průřezy pro náběh nepřebírají z databáze průřezů jako válcované průřezy, nýbrž se definují jako „parametrické – tenkostěnné“ průřezy se způsobem výroby „svařovaný“. Rozměry odpovídají průřezům IPE 450 a IPE 240 použitým ve výše zmíněných variantách, avšak bez poloměru zaoblení. Průřez mimo oblast náběhu je definován jako válcovaný profil IPE 240 na konci prutu („j“). Vzhledem k tomu, že na konci náběhu („k“) dochází ke změně průřezu, je v tomto místě nutné zadat příslušné údaje.
Varianta 3: Typ rozdělení „Lineární“
Prut s náběhem (typ rozdělení „Lineární“) a prut s konstantním průřezem (typ rozdělení „Konstantní“) se zadávají samostatně. Pro posouzení se oba pruty zařadí do jedné sady prutů. Z hlediska statického výpočtu tedy varianta 3 odpovídá variantě 1.
Varianta 4.1: Typ rozdělení „Lineární“, složený průřez z programu RSECTION 1
Prut s náběhem (typ rozdělení „Lineární“) a prut s konstantním průřezem (typ rozdělení „Konstantní“) se zadávají samostatně. Pro posouzení se oba pruty zařadí do jedné sady prutů. Průřezy pro prut s náběhem se vytváří v programu RSECTION 1. Jedná se o složený průřez tvořený profilem IPE 240 a zbývající částí profilu IPE 450, přičemž tato druhá část má proměnnou výšku. Maximální celková výška náběhu je stanovena na 450 mm, zatímco minimální výška činí přibližně 280 mm. Zadání průřezu se dále vysvětluje u varianty 4.2. Na rozdíl od výše uvedených variant se tento náběh nemění, a to ani z hlediska šířky, ani z hlediska tloušťky plechu. Spodní pásnice profilu IPE 240 pokračuje souvisle po celé délce náběhu.
Je třeba poznamenat, že výšku na konci náběhu (v tomto případě v uzlu č. 13) nelze zmenšit na 240 mm. Důvodem je skutečnost, že program vyžaduje, aby průřezy na počátku a na konci prutu měly stejný počet napěťových bodů.
Varianta 4.2: Typ rozdělení „Lineární“, složený průřez z programu RFEM 6
Varianta 4.2 odpovídá variantě 4.1. Jediným rozdílem je to, kde se průřezy vytvoří, a v tomto případě se vytvoří v programu RFEM 6. Níže je zobrazen vysoký průřez prutu s náběhem (průřez č. 7). Průřez č. 8 je vytvořen analogicky, výška hT je přitom snížena na minimum 40,6 mm.
Varianta 5.1: Typ rozdělení „Lineární“, svařovaný profil, průřez z programu RFEM 6
Varianta 5.1 odpovídá variantě 4.2. Rozdíl spočívá ve volbě průřezů. Oba průřezy pro prut s náběhem jsou definovány jako typ průřezu „Parametrický – tenkostěnný“ s typem výroby „Svařovaný“. Nízký průřez (č. 5) odpovídá svými rozměry IPE 240, vysoký průřez (č. 6) je rovněž modelován podobně jako IPE 240, avšak s výškou profilu 450 mm.
Výhodou této varianty je, že náběh není proměnný ani v šířce, ani v tloušťce plechu. Navíc lze na rozdíl od variant 4.1 a 4.2 výšku na konci náběhu snížit na 240 mm. Únosnost tohoto náběhu je však nižší než u variant 4.1 a 4.2, protože zkosená část (ve skutečnosti IPE 450) je vytvořena tenčími a užšími plechy IPE 240.
Varianta 5.2: Typ rozdělení „Lineární“, svařovaný průřez, průřez z programu RFEM 6
Varianta 5.2 odpovídá variantě 5.1. Do části s rovnoběžnými pásnicemi byl vložen další uzel č. 23. Vlevo od tohoto uzlu je průřez IPE 240 modelován jako svařovaný, zatímco vpravo je průřez IPE 240 modelován jako válcovaný. Tím se přechod – mezi průřezy s poloměrem zaoblení a bez něj – posouvá z oblasti náběhu do části s rovnoběžnými pásnicemi.
Shrnutí a vyhodnocení
Byly představeny různé alternativy, z nichž některé jsou pro praxi ocelových konstrukcí nevhodné. Jiné zase podhodnocují skutečnou únosnost.
Z hlediska statického posouzení se jako výhodná jeví kombinace varianty 2.1 (pro modelování) a varianty 4.2 (pro návrh průřezů). Ukázáno je to ve variantě 6. V přechodové oblasti mezi náběhem a průřezem s rovnoběžnými pásnicemi lze ovšem pozorovat nevyhnutelný skok ve výšce průřezu.
Další nevýhodou je, že při tomto způsobu návrhu průřezů tvoří zkosenou část válcovaný profil. V praxi by se však náběh pravděpodobně zhotovoval z plechů.
Jedinou možností, jak tuto nevýhodu eliminovat, je definovat průřezy v programu RSECTION 1. Zde lze zkosený průřez modelovat jako sestavu plechů, přičemž tloušťky plechů lze upravit podle dostupných standardních rozměrů a šířky zaokrouhlit na celá čísla. Tento postup je znázorněn ve variantě 7. Níže je zobrazen vysoký průřez č. 9:
Kliknutím na následující obrázek přejdete ke stažení modelu.
