Еще один вариант моделирования, со стержневой моделью, был пояснен в данной статье. В принципе, этот метод можно применить также для поверхностей. Поскольку моделирование, например, соединительных стержней требует много времени, мы рекомендуем соединить поверхность непосредственно со стержнем либо с другой поверхностью. Существует несколько вариантов:
- Соединение поверхность-поверхность с линейным шарниром
- Соединение стержень-поверхность с линейным высвобождением
- Соединение поверхность-поверхность с контактным телом
Для пояснения взят пример из литературы [1] Глава E 8.6.2. Конструктивная система и размеры сечений показаны на рисунке 01. В расчете учтена податливость 133 Н/мм², что обусловлено расстоянием между крепежными элементами, равным 125 мм.
![Конструктивная система и размеры сечения по [1]](/ru/webimage/009153/482068/01-de.png?mw=760&hash=4d2e5f39893d33c6d940a121595d47e64c1b0fa2)
Соединение поверхность-поверхность с линейным шарниром
Деревянная балка, а также бетон моделируются с помощью поверхностей, в то время как поверхность деревянной балки при этом перпендикулярна поверхности бетона. Так как поперечная деформация учитывается и для поверхностных элементов, у деревянной балки нужно выбрать ортотропную модель материала. В комбинированном соединении податливость может быть задана с помощью линейного шарнира путем задания пружины для степени свободы ux . В примере из литературы [1] она составляет 133 Н/мм².
Преимущество этого метода заключается в том, что нам непосредственно отображается сдвиговой поток в комбинированном соединении. Мы можем выполнить разрез по вертикальной поверхности и проанализировать основные внутренние силы nxy. Полученные результаты идентичны результатам по методу аналогии сдвига из литературы [1]. Уменьшение сдвигового потока в области опоры до 0,040 МН/м является следствием сингулярности в этой области и может быть проигнорировано.
Одним из возможных недостатков является то, что напряжения и наложения должны быть рассчитаны с использованием поверхностных внутренних сил. При этом расчет по стержням можно обеспечить с помощью результирующего стержня, который объединяет в себе результаты деревянной поверхности. Чтобы смоделировать одинаковое расстояние до центра тяжести у отдельных поперечных сечений, необходимо внецентренно переместить бетонную поверхность на 35 мм. Влияние в этом случае очень мало; поэтому оно здесь не учитывается.
Соединение стержень-поверхность с линейным высвобождением
При применении этого метода деревянная балка моделируется в виде стержня и внецентренно соединяется с поверхностью. Так как поверхность, как правило, не соединена со стержнем, а продолжает его (эффект непрерывности), здесь нельзя применить линейный шарнир. В этом случае необходимо применить линейное высвобождение Таким образом можно высвободить один из компонентов и задать взаимодействие между ними с помощью соответствующего типа линейного высвобождения. В этом случае податливость можно учесть тем же способом, как у линейного шарнира, с помощью линейной пружины.
Недостатком данного метода является то, что сдвиговой поток не отображается напрямую. В этом случае необходимо выполнить разрез по линии соединения поверхности со стержнем. В результате мы получим сдвиговой поток слева и справа от линии. Значения результатов нужно суммировать вручную. После суммирования сдвиговой поток идентичен предыдущему методу.
Update: Mittlerweile wurde eine Ergebnisausgabe für Liniengelenke sowie Linienfreigaben geschaffen, mit denen der Schubfluss direkt ausgelesen werden kann. Результаты можно найти в навигаторе результатов в разделе «Высвобождения».
Преимущество заключается в том, что расчет можно выполнить, например, в дополнительном модуле RF-TIMBER, который содержит внутренние силы.
Соединение поверхность-поверхность с контактным телом
Другим вариантом является соединение обеих поверхностей контактным телом. Обе поверхности моделируются параллельно друг другу, и между ними устанавливается контактное состояние в виде контактного тела. Деревянная балка должна быть также смоделирована в виде ортотропной поверхности. Податливость в этом случае задана с помощью пружины поверхности. В этом случае необходимо увеличить линейную пружину со значением 133 Н/мм² на одну плоскость, разделив значение на ширину контактной поверхности; что равно 120 мм. Пружина составляет:
В этом случае сдвиговой поток также не отображается напрямую и должен быть рассчитан по сдвиговым напряжениям контактного тела, снова умножив при этом напряжения на 120 мм = 0,12 м. Сечение с результатами можно экспортировать в Excel и проанализировать более подробно.
Поскольку поверхности расположены геометрически независимо друг от друга, нет необходимости определять эксцентриситет. Данное моделирование, безусловно, является самым сложным и имеет смысл только в том случае, если составные компоненты являются поверхностными элементами (например, в случае составных конструкций из поперечно-клеёной древесины и бетона).
![Конструктивная система и размеры сечения по [1]](/ru/webimage/009153/482068/01-de.png?mw=512&hash=9f2525444a7414dfb1c05a73e375e9c4fe4f47b1)
![Конструктивная система и размеры сечения по [1]](/ru/webimage/009153/482068/01-de.png?mw=350&hash=ef629ee1c00df85a43bf1b3ef20a5415a41393a1)
.png?mw=512&hash=4e74affa9ad0c7b703151c5085ac9b8e59171c23)
.jpg?mw=350&hash=8f312d6c75a747d88bf9d0f5b1038595900b96c1)
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
