Alle Funktionalitäten von Detail 3D
Einführung
Detail 3D ist im Wesentlichen eine Erweiterung der bereits etablierten IDEA StatiCa Detail Anwendung. Es fügt einen neuen Modelltyp 3D hinzu und damit auch die Implementierung einer Methode zur Berechnung von Spannungsfeldern im 3D-Raum, genannt 3D CSFM. Berechnungen und Nachweise sind für den Grenzzustand der Tragfähigkeit implementiert.
Bevor wir auf die Beschreibung der Funktionalitäten von Detail 3D eingehen, ist es gut, auf das Vorhandensein des theoretischen Hintergrunds hinzuweisen, wo Sie weitere technische Details über die einzelnen Modelleinheiten und die Berechnungen selbst nachlesen können.
Im ersten Schritt kann der Benutzer auf dem Startbildschirm (im Assistenten) einen neuen Modelltyp auswählen, wobei mehrere Vorlagen zur Verfügung stehen, und natürlich die Möglichkeit, ein Modell von Grund auf neu einzugeben.
Wie bei 2D-Modellen können Sie die Anfangseinstellungen im rechten Teil bearbeiten, z. B. Konstruktionscode, Materialien und Betondeckung.
Nachdem Sie ein leeres Modell oder ein Modell aus einer Vorlage erstellt haben, stehen Ihnen die aus der 2D-Modellierungsumgebung bekannten Optionen zur Verfügung.
Optionen für die Arbeit mit mehreren Projektelementen sind in der oberen Multifunktionsleiste zu finden, ebenso wie die nun standardmäßigen Schaltflächen Rückgängig/Wiederholen, Optionen für die Etikettenansicht, Galerie-Steuerelemente, Berechnungseinstellungen und Steuerelemente für die Vorlagenverwaltung.
Außerdem wird der Baum initialisiert, dessen erstes Element, standardmäßig DRM1 genannt, die Standardeinstellungen für das aktuelle Projektelement enthält. Oberhalb des Baums finden Sie Werkzeuge zur Bearbeitung des Modells.
Modellierung
Die neue 3D-Umgebung in IDEA StatiCa Detail wurde um viele brandneue Werkzeuge und Modellelemente erweitert. Im folgenden Abschnitt werden wir alle verfügbaren Optionen gemeinsam durchgehen.
Modell-Elemente
In der Detail-Anwendung sind in der Kategorie Modell-Entitäten die folgenden enthalten:
- Mitglieder
- Unterstützt
- Lastaufnahmemittel
Man kann nur ein Stab eingegeben werden, der als Rechteck- oder Polygonform definiert werden kann. Eine rechteckige Form wird durch drei Dimensionen definiert, während bei der Option Polygon die Form im 2D-Raum in eine Tabelle mit Koordinaten eingegeben wird, die dann in den Raum extrahiert werden können. Um die allgemeine Form eines Polygons zu definieren, können einzelne Koordinaten in die Tabelle eingegeben oder durch Kopieren und Einfügen aus einem Tabellenkalkulationsprogramm (z. B. Microsoft Excel) übernommen werden.
Die Oberflächenunterstützung wird zur Unterstützung des Modells verwendet. Diese Art der Unterstützung kann auf zwei Arten angegeben werden - zwei Geometrietypen.
- Gesamte Fläche
- Polylinie
In beiden Fällen müssen Sie eine Bezugsfläche wählen und natürlich Freiheitsgrade definieren. Die Auflagerung kann als elastisch definiert werden und der Typ "Nur Druck" kann für eine Richtung senkrecht zur angegebenen Fläche verwendet werden. In der folgenden Abbildung sehen Sie die Auflagerungseingabe auf der Gesamtfläche Nummer 4 und die deaktivierte Option "Nur Druck".
Für die zweite Option der Polylinieneingabe steht die gleiche Tabelle wie für die Stabeingabe zur Verfügung. Auch hier können Sie die Kopieren-Einfügen-Funktion verwenden oder die Koordinaten manuell eingeben. Die eingegebene Form kann mit Hilfe von X- und Y-Koordinaten entlang der Referenzfläche verschoben oder durch Eingabe eines Winkels gedreht werden.
Beachten Sie, dass es möglich ist, eine Polylinie so festzulegen, dass der Ursprung der Koordinaten im Schwerpunkt der gewünschten Form liegt. Die Position wird dann durch die X- und Y-Koordinaten zu diesem Schwerpunkt referenziert.
Lastannahmen
Lastannahmen bestehen aus zwei Teilen, der Grundplatte und dem einzelnen Anker. Beginnen wir mit der Fußplatte. Um die Position zu bestimmen, müssen eine Bezugsfläche und eine Kante ausgewählt werden. Diese definieren den Ursprung der Koordinaten, von denen aus die X- und Y-Abstände gemessen werden. Es gibt zwei Optionen für die Formdefinition: Rechteck und Polygon.
Die Grundplatte ist mit dem Betonelement durch einen Kontakt verbunden, der Druckspannungen und auf Wunsch auch Schubspannungen überträgt. Es gibt drei Schubübertragungsmechanismen, die ausgewählt werden können:
- durch Reibung
- durch Anker
- durch Schubknagge
Die Software erlaubt es nicht, diese Schubübertragungsmechanismen zu kombinieren.
Für die Option durch Reibung muss der Bemessungswert des Reibungskoeffizienten eingegeben werden. Für die Option durch Scubknagge muss das Stahlprofil, einschließlich Geometrie und Position, eingegeben werden.
Die Fußplatte kann entweder eine Punktlast oder eine Gruppe von Kräften übertragen. Bei einer Punktlast kann das Modell mit sechs Schnittgrößen (Fx, Fy, Fz, Mx, My und Mz) an einer beliebigen Stelle der Fußplatte belastet werden. Für eine Gruppe von Kräften kann der Benutzer die Positionen, Stärke und Richtungen der Kräfte in eine Tabelle eingeben, die eine allgemeine Positionierung auf der Fußplatte ermöglicht. Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Fußplatte punktförmig belastet wird und keine Versteifung oder ein Bauteil auf ihrer Oberseite angeschweißt ist. Für eine korrekte Lastverteilung ist es daher wichtig, eine relativ steife Fußplatte mit einer relativ großen Dicke zu verwenden.
Ein zweites Lasteinleitungselement, der Einzelanker, kann hinzugefügt und mit der Fußplatte verbunden werden, so dass beispielsweise eine mit vier Ankern verankerte Grundplatte der Stütze entsteht (siehe Abbildung unten). Es ist auch möglich, einzelne Anker ohne Fußplatte zu modellieren.
Weitere Informationen über die Verbindung mit der Fußplatte finden Sie im Abschnitt Theoretischer Hintergrund.
Die Anker beziehen sich in Lage und Geometrie auf die Oberfläche und den Rand des Blocks, einschließlich der Bestimmung der relativen Lage wie bei der Fußplatte. Selbstverständlich ist es möglich, die Länge des Ankers im Beton und die Länge über der Betonoberfläche anzugeben.
Die Anker sind in zwei Varianten ausgeführt:
- Ortbeton - Bewehrung
- Chemische Anker
Für die Ortbetonbewehrung wird die Verbundfestigkeit nach EN 1992-1-1, Kap. 8.4.2 verwendet. 8.4.2. Darüber hinaus ist es möglich, die Verankerungsart für diesen Dübeltyp wie für konventionelle Bewehrung festzulegen.
Bei chemischen Ankern ist es möglich, die Verbundfestigkeit direkt einzugeben, die der Benutzer aus dem technischen Datenblatt entnehmen kann. Beachten Sie, dass die Eingabe des Bemessungswertes der Verbundfestigkeit erforderlich ist. Der folgende Artikel hilft Ihnen, den Wert zu finden.
Eine ausführliche Beschreibung des Verhaltens der Verbindung zwischen Anker und Fundament ist im Abschnitt Theoretischer Hintergrund beschrieben.