IDEA StatiCa představuje Detail (3D Beta) pro řešení 3D úloh, jako je kotvení do betonových bloků. Toto řešení umožňuje provést návrh bez zjednodušení a získat posouzení na základě mezního stavu únosnosti (MSÚ). Metoda implementovaná v IDEA Statica Detail (3D Beta) vychází z již ověřené metody Compatible Stress Field Method, která byla upravena tak, aby dokázala řešit 3D úlohy (triaxiální napětí). Rovněž byl základní prvek upraven do třetí dimenze. Základním prvkem reprezentujícím beton je solid blok, který se může deformovat ve všech třech směrech. Aby bylo možné vytvořit komplexní model patek, implementovali jsme entity jako plošná podpora, patní deska, kotvy a další. Všechny tyto entity, včetně jejich funkčnosti, jsou popsány v následujícím článku.
Tvar solid bloku
Betonový blok lze modelovat pomocí typu prvku nazvaného „Solid blok“, jehož geometrii lze definovat dvěma způsoby:
- Obdélníkový tvar – Tato možnost je vhodná pro definování patky s obdélníkovým půdorysem a konstantní výškou. Definování odsazení pro všechny strany bloku umožňuje také modelovat šikmou patku.
- Polygonální půdorys s definovanou výškou – Druhou možností definice tvaru patky je definice tvaru půdorysu jako obecného polygonu. V tomto případě však není možné vytvořit šikmou patku, jak bylo popsáno v předchozí možnosti.
Plošné podpory
Plošná podpora je jediným možným typem podpory, který lze definovat pro solid model. Existují dvě možnosti definice tvaru – lze ji definovat buď pro celý povrch, nebo jako obecnou oblast, jejíž obrys je určen polylinií.
Výhodou plošné podpory je možnost definovat tuhost a nastavit nelineární chování, které simuluje kontakt se zeminou. Podpory definované obecným tvarem (polylinií) lze použít k simulaci pilot.
Prvky pro přenos zatížení
Speciálně pro kotvení byly vyvinuty dvě entity pro přenos zatížení:
- Patní deska – Tvar patní desky lze definovat jako obdélník nebo obecnou polylinii. Patní deska může být modelována s částí sloupu (možnost „Přenos zatížení – Sloup“) nebo bez sloupu (možnost „Přenos zatížení – Síly“). Pokud je zvolena možnost „Přenos zatížení – Síly“, je definované zatížení aplikováno přímo na patní desku. Pokud je definován ocelový sloup (jeho průřezem a délkou), zatížení je aplikováno na horní hranu sloupu a jeho tuhost pomáhá správně rozložit napětí na patní desku.
- Jednotlivá kotva – Jednotlivá kotva je 1D prvek umožňující přenos osového zatížení. Kotva může být automaticky propojena s patní deskou, nebo může být zatížena přímo bodovým zatížením*.
*Pro kotvy v BETA verzi existuje několik omezení.
Kotva přenáší pouze tlak a tah. Smyk, pokud je importován z aplikace Connection, je přenášen třením mezi betonovým blokem a patní deskou. Na kotvu lze aplikovat pouze osovou sílu.
V aplikaci Detail jsou k dispozici dva odlišné typy kotev:
- Předem zabetonované kotvy – Výztuž
- Lepená kotva
Pro lepenou kotvu vstupuje do analýzy ještě další parametr – pevnost soudržnosti. Tato hodnota je standardně nastavena na 2 MPa a měla by být uživatelem upravena podle údajů z technického listu výrobce kotvy.
Zatížení
Přidání skupiny sil a plošného zatížení je zásadní pro snadné použití. Celkem podporujeme tři typy zatížení:
- Plošné zatížení – Plošné zatížení lze aplikovat na jakýkoli betonový povrch. Lze jej aplikovat na celý povrch nebo pouze na jeho část v určité oblasti, která je určena obrysem (polylinií).
- Bodové zatížení
- Skupina sil – Skupina sil je entita definující několik bodových zatížení působících jako skupina. Lze ji aplikovat na patní desku nebo betonový povrch. Tento typ zatížení lze použít k simulaci sil ve svarech přenášejících napětí ze sloupu na patní desku.
Výztuž
Byl vyvinut nový typ výztuže, který umožňuje dostatečné vyztužení patky. Skupina prutů nabízí několik možností pro definici výztužných prutů:
- Podle dvou bodů
- Na hraně povrchu – Na hraně povrchu – vrstva výztuže je vytvořena rovnoběžně s vybraným povrchem. Uživatel definuje počet prutů ve vrstvě a počet vrstev rovnoběžných s vybraným povrchem.
- Na hraně povrchu nebo více hranách – Na hraně povrchu nebo více hranách umožňuje modelovat vrstvy výztuže se složitým tvarem (rovinná křivka vztažená k libovolnému betonovému povrchu). Vrstva je tedy určena pouze jedním prutem. Lze však definovat i několik rovnoběžných vrstev. Krytí betonu lze definovat nezávisle pro každou hranu. Toto je nejlepší možnost pro modelování třmínků.
- Na polylinii
Výsledky
V záložce výsledků naleznete tři základní posouzení podle MSÚ (mezního stavu únosnosti).
Výsledky napětí a přetvoření v betonu a výztuži jsou uvedeny v sekci „Pevnost“. Napětí soudržnosti a související hodnoty naleznete v posouzení „Kotvení“. Velmi důležitá hodnota nelineárního přetvoření je uvedena v posouzení „Pomocné“.
Omezení 3D BETA verze
Cílem vydané BETA verze je dát našim uživatelům možnost se s ní seznámit, otestovat řešení a poskytnout nám zpětnou vazbu. Pro upřesnění očekávání od BETA verze 3D Detail existují v aktuální verzi některá omezení:
- V kotvách není přenášena smyková síla – smyk je přenášen pouze třením mezi patní deskou a povrchem betonového bloku.
- Výsledky analýzy a normová posouzení jsou omezeny na MSÚ (mezní stav únosnosti)
- Doba výpočtu jednoho modelu betonového bloku a patní desky s kotevní mřížkou může trvat až 10 minut
- Řezy pro vizualizaci výsledků budou k dispozici v BETA 2
- Vlastní tíha prvků modelu není zohledněna
- V modelu lze použít pouze jeden solid betonový blok
3D řešení pro Detail prochází intenzivním vývojem a ověřovacím procesem. Ve verzi 24.0 je vydána první BETA verze 3D Detail, BETA 2 je očekávána v červenci 2024 se zlepšeními v interpretaci výsledků, snížením aktuálního seznamu omezení a přinese další funkce. BETA verze 3D Detail bude po dokončení důkladného ověřovacího procesu převedena do verze ALPHA a vydána s verzí 24.1.
Popis modelu a ověření
Chcete-li se dozvědět více o analytickém modelu 3D Detail, přečtěte si článek s teoretickým podkladem:
Kromě toho byla v následujících článcích zveřejněna první ověření modelu 3D Detail a jeho výsledků:
Rovněž se můžete odkázat na články s teoretickým podkladem aplikace Detail, které platí jak pro 2D, tak pro 3D modely, týkající se konečných prvků a interpretace výsledků MSÚ:
Poskytujeme vám včasný přístup k této Beta verzi, abyste si ji mohli sami vyzkoušet, zatímco ji dále podrobujeme přísnému ověřovacímu procesu. Tento přístup je dostupný stávajícím uživatelům s nejnovější verzí a platnou údržbou. Pokud splňujete předpoklady, můžete požádat o bezplatný přístup kliknutím na ikonu Beta Detail v panelu aplikace Connection, což vás přesměruje na tuto vstupní stránku, kde vyplníte formulář a požádáte o zapojení do Beta programu a získáte bezplatný přístup k 3D Detail.
Poznámka: Normová posouzení v 3D Detail jsou v současnosti dostupná pouze pro Eurokód (EN).
Získejte 14 dní plného přístupu zcela zdarma.
Vyzkoušejte si IDEA StatiCa zdarma