Konstrukcja
Belka zespolona jest podparta jako belka jednoprzęsłowa na długości 15 m. W rzeczywistości zespolenie jest wykonane przy użyciu łączników sworzniowych z łbami, przyspawanych co 1,25 m. Jako obciążenie uwzględniany jest ciężar własny (Rysunek 01).
Opcja 1: Zespolenie przy użyciu wspólnych węzłów za pomocą mimośrodu pręta
Obydwa elementy przekroju są modelowane jako elementy prętowe o długości (2 ⋅) 12 ⋅ 1,25 m (element prętowy typu belkowego). Ponieważ obydwa przekroje początkowo leżą na tej samej linii, w menu "Edytować" należy aktywować funkcję "Zezwalaj na podwójne pręty" , aby mogły one być rozpatrywane osobno, ale nadal były podparte w tym samym węźle końcowym. Do wszystkich 2 ∙ 12 elementów prętowych należy przydzielić odpowiedni mimośród, tak by górna krawędź profilu stalowego stanowiła jednocześnie dolną krawędź przekroju betonowego (Rysunek 02).
W ten sposób dwanaście pojedynczych elementów kompozytowych jest połączonych ze sobą na początku i na końcu pręta.
Opcja 2: Zespolenie za pomocą prętów łączących
Modelowanie elementów przebiega podobnie jak w wariancie 1, z tą różnicą, że do przekrojów prętów nie są przydzielone mimośrody, lecz obydwa przekroje leżą na osobnych liniach. W celu utworzenia dwunastu elementów zespolonych z 24 elementów prętowych poszczególne przekroje połączone są ze sobą za pomocą prętów sztywnych. Na obu podporach każdy z prętów sztywnych jest podzielony na dwa pręty, dzięki czemu podpory węzłowe znajdują się w spoinie, podobnie jak w przypadku opcji 1. Podparcie jest realizowane poprzez pręty sztywne (Rysunek 03).
Pręty sztywne łączą obydwa przekroje w taki sam sposób, jak mimośród. W tym wariancie istnieje jednak możliwość modyfikowania sztywności prętów sztywnych na ich końcach, analogicznie do istniejących w rzeczywistości łączników sworzniowych z łbami, lub nawet zastąpienia ich prętami innego typu. Dodatkowo istnieje tu możliwość wyświetlenia sił wewnętrznych połączeń (prętów sztywnych). W tym celu w nawigatorze Wyświetlić, w obszarze "Wyniki" → "Odkształcenie" → "Pręty" należy aktywować opcję "Wyniki dla połączeń" (Rysunek 04).
Opcja 3: Zespolenie za pomocą pręta typu "Żebro"
Opcja ta oparta jest na zupełnie innym sposobie modelowania. Przekrój betonowy modelowany jest jako powierzchnia, a stalowy jako żebro. Mimośród żebra można zdefiniować w oknie dialogowym "Edytować żebro" na stronie +z powierzchni. W celu uzyskania takiej samej sytuacji podparcia, jak w opcji 1 i 2, powierzchnia (a tym samym automatycznie również żebro) może zostać połączona po obu stronach z podporą za pomocą pręta sztywnego, od jej osi środkowej do strony +z. Ponadto, w celu uzyskania sił wewnętrznych dla całego przekroju, należy aktywować opcję "W przypadku prętów uwzględnić udział powierzchni" (nawigator Wyświetlić → "Wyniki" → "Pręty" → "Żebra - Efektywnie współpracująca powierzchnia/pręt"). Więcej informacji na temat pręta typu żebro można znaleźć w odpowiednich najczęściej zadawanych pytaniach.
Podsumowanie
Podczas gdy dwa pierwsze warianty są rodzajem modelu konstrukcji prętowej, co pozwala na korzystny rozkład momentów zginających od połączeń ("zawieszenie"), trzecia opcja stanowi idealny przekrój złożony. Ze względu na siły wewnętrzne zintegrowane na powierzchni betonu siły wewnętrzne mają inny rząd wielkości niż w dwóch pierwszych wariantach i muszą być oceniane w inny sposób (Rysunki 05 i 06).
Porównanie ugięcia pokazuje jednak, że każda z tych trzech opcji może być wykorzystana do modelowania (Rysunek 07).
Również w odniesieniu do wpływu ścinania pomiędzy przekrojem betonowym a przekrojem stalowym można stwierdzić, że wyniki są porównywalne. Podłużną siłę tnącą VL można wyświetlić, wybierając opcję "Wykresy wyników" (należy kliknąć żebro prawym przyciskiem myszy) i aktywując siłę wewnętrzną VL (Rysunek 08).
Dla porównania przedstawiono siłę tnącą prętów sztywnych w Opcji 2 (Rysunek 09).
| Porównanie sił Ugięcia i ugięć | Opcja 1 | Opcja 2 | Opcja 3 |
|---|---|---|---|
| My [kNm] | 32,64 | 32,64 | 22,50 |
| u [mm] | 20.10 | 20.10 | 20,40 |
| V[CONTACT.E-MAIL-SALUTATION] [kN] | 132,30 | 132,30 | 128,30 |
