Cel zastosowania
Skosy to pręty o przekroju zmiennym na wysokości. W konstrukcjach stalowych stosuje się je preferencyjnie w konstrukcjach ramowych przy narożach ramy, tam gdzie przebieg momentów gnących silnie rośnie. Przekrój dopasowany do przebiegu momentów umożliwia ekonomiczne konstrukcje.
Ogólna procedura modelowania skosów przedstawiona jest w następującym FAQ:
Poniżej pokazano na przykładzie RFEM 6 modelowanie różnych wariantów. Następująca grafika przedstawia przegląd wariantów.
Wariant 1: Typ rozkładu "ze skosem na początku pręta"
Belka jest definiowana za pomocą typu rozkładu "ze skosem na początku pręta". Na początku pręta stosowany jest IPE 450, na końcu pręta IPE 240. Profile standardowe pochodzą z bazy profili. RFEM interpoluje oba przekroje. Szczególną cechą jest tutaj to, że skos interpolowany jest nie tylko na wysokości, ale również w szerokości belki od B1 = 190 mm do B2 = 120 mm. W praktyce konstrukcji stalowych należy szczególnie zwrócić uwagę na to, że również grubości blach środnika tw i pasów tf są interpolowane. W rzeczywistości nie jest to możliwe do wykonania. Wprowadzenie w programie odbywa się najpierw przez wybór typu rozkładu "ze skosem na początku pręta". Przekroje definiowane są na początku pręta (punkt i) i na końcu pręta (punkt j). Wprowadzenie w punkcie wewnętrznym k nie jest możliwe w tym wariancie. Przy tym typie rozkładu w punkcie wewnętrznym k, czyli na przejściu od przekroju skosu do przekroju o równoległych pasach, generowany jest węzeł typu "Na pręcie".
Wariant 2.1: Typ rozkładu "ze skosem na początku pręta i z przesunięciem"
Belka jest definiowana za pomocą typu rozkładu "ze skosem na początku pręta i z przesunięciem". Pozostałe wprowadzenia odpowiadają wariantowi 1. Wprowadzenie w programie: Przekroje definiowane są na początku pręta (punkt i) i na końcu pręta (punkt j). Wprowadzenie w punkcie wewnętrznym k jest możliwe w tym wariancie, ale nie jest tutaj wykorzystywane do osobnego wprowadzenia. Tym samym wariant 2.1 odpowiada z punktu widzenia statyki wariantowi 1.
Wariant 2.2: Typ rozkładu "ze skosem na początku pręta i z przesunięciem"
Belka jest definiowana za pomocą typu rozkładu "ze skosem na początku pręta i z przesunięciem". W odróżnieniu od wariantu 2.1 przekroje dla skosu nie są pobierane jako profile walcowane z bazy profili, lecz definiowane jako przekroje "Parametryczny - cienkościenny" z rodzajem wykonania "Spawane". Wymiary odpowiadają zastosowanym w powyższych wariantach IPE 450 i IPE 240, jednak bez promieni walcowania. Przekrój poza skosem jest definiowany jako profil walcowany IPE 240 dla końca pręta j. Ze względu na zmianę przekroju na końcu skosu k wymagane jest tutaj wprowadzenie.
Wariant 3: Typ rozkładu "Liniowy"
Pręt ze skosem (typ rozkładu "Liniowy") oraz pręt o przekroju z równoległymi pasami (typ rozkładu "Jednorodny") są wprowadzane oddzielnie. Do projektowania oba pręty są zestawione w jednym zbiorze prętów. Tym samym wariant 3 odpowiada z punktu widzenia statyki wariantowi 1.
Wariant 4.1: Typ rozkładu "Liniowy", przekrój złożony z RSECTION 1
Pręt ze skosem (typ rozkładu "Liniowy") oraz pręt o przekroju z równoległymi pasami (typ rozkładu "Jednorodny") są wprowadzane oddzielnie. Do projektowania oba pręty są zestawione w jednym zbiorze prętów. Przekroje dla pręta ze skosem są tworzone w RSECTION 1. Typ przekroju to profil złożony z IPE 240 oraz zmiennej na wysokości pozostałej części przekroju IPE 450. Maksymalna całkowita wysokość skosu jest ustalona na 450 mm, minimalna wysokość wynosi ok. 280 mm. Definicja przekroju jest omówiona poniżej w wariancie 4.2. W odróżnieniu od powyższych wariantów skos ten nie jest zmienny ani w szerokości, ani w grubości blach. Dolny pas IPE 240 przebiega przez całą długość skosu. Należy zwrócić uwagę, że na końcu skosu wysokość nie może być zredukowana do 240 mm (tutaj w węźle nr 13). Powodem jest to, że program musi znajdować na początku i na końcu pręta przekroje, w których liczba punktów naprężenia jest zgodna.
Wariant 4.2: Typ rozkładu "Liniowy", przekrój złożony z RFEM 6
Wariant 4.2 odpowiada wariantowi 4.1. Jedyne różnice polegają na miejscu tworzenia przekrojów, tutaj w RFEM 6. Poniżej pokazano wysoki przekrój pręta ze skosem (przekrój nr 7). Przekrój nr 8 jest tworzony analogicznie, wysokość hT jest tam zredukowana do minimum 40,6 mm.
Wariant 5.1: Typ rozkładu "Liniowy", przekrój spawany, przekrój z RFEM 6
Wariant 5.1 odpowiada wariantowi 4.2. Różnica polega na wyborze przekrojów. Oba przekroje dla pręta ze skosem są definiowane jako typ przekroju "Parametryczny - cienkościenny" z rodzajem wykonania "Spawane". Niski przekrój (nr 5) odpowiada przy tym swoimi wymiarami IPE 240, wysoki przekrój (nr 6) jest również modelowany analogicznie do IPE 240, jednak z wysokością profilu 450 mm. Zaletą tego wariantu jest to, że skos nie jest zmienny ani w szerokości, ani w grubości blach. Ponadto w przeciwieństwie do wariantów 4.1 i 4.2 wysokość na końcu skosu może zostać zredukowana do wysokości 240 mm. Jednakże nośność tego skosu jest mniejsza niż w wariantach 4.1 i 4.2, ponieważ ścięta część (właściwie IPE 450) jest wykonana z cieńszych i węższych blach IPE 240.
Wariant 5.2: Typ rozkładu "Liniowy", przekrój spawany, przekrój z RFEM 6
Wariant 5.2 odpowiada wariantowi 5.1. W obszarze o równoległych pasach został wstawiony dodatkowy węzeł nr 23. Na lewo od niego zastosowano IPE 240 jako przekrój spawany, na prawo od niego IPE 240 jako profil walcowany. W ten sposób przejście między profilami z promieniem walcowania i bez promienia walcowania zostało przeniesione z obszaru przejściowego skosu do obszaru o równoległych pasach.
Podsumowanie i ocena
Pokazano różne warianty, z których niektóre są nieodpowiednie dla praktyki konstrukcji stalowych. Inne zaniżają rzeczywistą nośność. Z punktu widzenia statyki korzystna wydaje się być kombinacja wariantu 2.1 w zakresie modelowania i wariantu 4.2 w zakresie wyboru przekrojów. Jest ona pokazana w wariancie 6. W obszarze przejściowym między skosem a profilem o równoległych pasach pozostaje jednak nieunikniony skok wysokości profilu.
Wadą jest również fakt, że ścięta część przy wyborze profilu składa się z profilu walcowanego. W praktyce skos wykonano by zapewne z blach. Aby zrekompensować tę wadę, pozostaje jedynie zdefiniowanie przekrojów za pomocą RSECTION 1. Tutaj ścięty profil może być modelowany jako złożony z blach, przy czym zarówno grubości blach są dostosowane do norm dostawy, jak i szerokości dostosowane do wartości pełnych. Jest to pokazane w wariancie 7. Tutaj obraz wysokiego przekroju nr 9:
Klikając na następujący obraz zostaniesz przekierowany do modelu do pobrania.
