Charakterystyka elementu
Wieloprzęsłowa belka o przekroju dwuteowym (wstępnie przyjęto profile IPE) ze stali S235JR złożona z elementów o długości <12m uciąglonych na za pomocą styków montażowych. Oparcie na wiązarze za pomocą prostopadłych do siebie łączników z blach o grubości 8mm przyspawanych do ukośnego żebra o tej samej grubości, oraz 4 śrub M16. (patrz również Rys.2.).
Rys.1. Rozmieszczenie płatwi na rzucie dachu |
Rys.2. Detal oparcia płatwi na wiązarze |
Schemat statyczny
Geometria: Przyjęto model pięcioprzęsłowej belki (większa liczba przęseł nieznacznie wpływa na zmianę momentów) podpartej w miejscach połączenia z wiązarem (geometryczny środek górnej półki wiązara).
Podparcie: Podparcie płatwi, jako elementu belkowego, realizowane jest przez podpory punktowe (połączenie płatwi z układami poprzecznymi). W modelu numerycznym podpory mogą być zdefiniowane tylko w węzłach. W podstawowym wariancie podparcia przyjęto, że podatność układów poprzecznych w miejscu oparcia płatwi jest taka sama, a obciążenie działa równomiernie na całej długości. W konsekwencji wzajemny przesuw sąsiednich punktów podparcia nie wpływa znacząco na rozkład momentów. Uwzględniając dodatkowo sposób zamocowania płatwi do wiązara, który skutecznie blokuje ich wzajemne przemieszczenie, przyjęto całkowitą blokadę przesuwu w obu kierunkach prostopadle do osi płatwi. Siły osiowe (od parcia wiatru na ścianę szczytową) wystąpią jedynie w skrajnych przęsłach płatwi i są przejmowane przez system stężeń połaciowych poprzecznych. Dlatego podpory przedskrajne modeluje się jako nieprzesuwne. Ze względu na brak analizy wpływów termicznych, definiując wewnętrzne podpory przyjęto ich swobodny przesuw wzdłuż osi (rozpatrywane jest tylko obciążenie prostopadłe do osi).
Rys.3. Schemat statyczny płatwi.
Przekrój: Przekrój poprzeczny płatwi zdefiniowano jako przechylony o 5o w stosunku do osi y,z globalnego układu współrzędnych (GUW).
Obciążenie: Wszystkie obciążenia modelowane są jako równomiernie rozłożone przyłożone bezpośrednio do osi elementu – kierunek działania przechodzi przez środek ścinania przekroju. Obciążenia wiatrem określone przez normę zdefiniowane są w kierunku prostopadłym do połaci dachu. W programie Soldis PROJEKTANT przyjęto płaszczyznę modelu obliczeniowego określoną przez kierunek osi elementów oraz działania sił ciężkości (x,z). W konsekwencji w programie należy podać składową pionową Wz obciążenia wiatrem mnożąc wartość W określoną normą przez cosinus kąta pochylenia połaci (cos(α)). Składowa pozioma Wy, pominięta na etapie definicji obciążenia, nie wpływa na siły przekrojowe w analizowanej płaszczyźnie, a efekt jej działania w płaszczyźnie prostopadłej (x,y) zostanie uwzględniony przy wymiarowaniu [663]. Brak składowej Wy skutkuje jednak nieznacznie zawyżoną wartością ugięcia płatwi (kombinacja z dominującym wiatrem), dlatego też analizę przemieszczeń należy przeprowadzić na podstawie wartości uzyskanych przy wymiarowaniu, która uwzględnia zarówno składową poziomą Wy jak i pionową Wz.
Rys.4. Przekrój płatwi, schemat działania obciążenia wiatrem.