Biztonságos és pontos horgonyzástervezés

Az acél-beton kapcsolatok tervezése kulcsfontosságú, biztonsági szempontból kritikus feladat számos építési projekten. A Hilti által a New Civil Engineer magazinban közzétett kutatás alapján, amely több mint 100 gyakorló mérnök tapasztalatait vizsgálta, a mérnökök 79%-a állítja, hogy egy tipikus acél-beton kapcsolat tervezésére és a jelentés elkészítésére akár 4 órát is fordít. 

A mérnöki tapasztalatok szerint a megfelelő szoftvereszközök kiválasztásával az egyedi kapcsolatok tervezési ideje átlagosan 50%-kal csökkenthető. Saját kutatásunk alapján, amelybe több mint 600 statikus mérnök töltötte ki az adatokat a Hatékonysági Kalkulátorunkban, a nagyon összetett kapcsolatoknál az időmegtakarítás akár 80%-ot is elérhet.

Minden a szabvány szerint, de melyik szerint?

Amikor az Eurokódot először dolgozták ki, a horgonyzástervezés nem volt kellően kidolgozott ahhoz, hogy bekerüljön az EN tervezési szabványokba. Ezeket többnyire az EOTA (Európai Műszaki Értékelési Szervezet) által kidolgozott ETAG 001 fedte le, beleértve a 2 kulcsfontosságú mellékletet – a C-t és az E-t. 

A tervező mérnök számára mindezek a tervezési irányelvek most az új EN 1992-4 tervezési dokumentum alatt kerültek összevonásra, amely mára kötelezően alkalmazandó tervezési szabvány az EN hatálya alá tartozó országokban, és az átvétel szinte teljes. Az EN 1992-4 magja azonban átveszi az ETAG 001: C melléklet, TR 029 és TR 045 számos tervezési rendelkezését, így a különbségek korlátozottak.

Az EN azonban nem az egyetlen szabvány, amelyet az IDEA StatiCa lefed. Tekintse meg az alábbi táblázatot az IDEA StatiCa horgonyzáshoz tartozó összes szabványával. 

Az IDEA StatiCa által támogatott horgonyzási szabványok

Az IDEA StatiCa által támogatott egyéb szabványok (Kína, Hongkong, Oroszország, India) nem tartalmaznak közvetlen előírást a horgonyzástervezésre vonatkozóan. A nyomott beton ellenőrzése minden szabványra vonatkozóan lefedett. 

Hogyan felel meg az IDEA StatiCa az AISC/ACI, az Eurokód és más szabványoknak

A CBFEM módszer a horgonyzástervezés két legerősebb szoftverét hajtja meg: az IDEA StatiCa-t és a Hilti PROFIS Engineering Suite-ot. A CBFEM alkalmas a betonblokk 2D kontaktelemként való egyszerűsítésére. Íme néhány alapelv arról, hogyan kezeli az IDEA StatiCa az acél-beton modelleket: 

• A beton és a talplemez közötti kapcsolat csak nyomást vesz fel. 
• A nyomás a Winkler-Pasternak altalajmodellen keresztül adódik át, amely a betonblokk alakváltozásait reprezentálja. 
• A talplemez és a betonblokk közötti húzóerőt a horgonycsavarok veszik fel. 
• A nyíróerő a talplemez és a betonblokk közötti súrlódással, nyírófog segítségével vagy a horgonycsavarok nyírásával adódik át. 
• A horgonyok nyírási ellenállását analitikusan értékelik. 
• A súrlódás teljes egypont-kényszerfeltételként van modellezve a talplemez–beton érintkezési síkjában.
• A nyírófog héjelemekkel van modellezve, és a betonblokkba való beágyazási mélység közepén van rögzítve, a habarcsréteg kivételével, ami megfelel a nyírófog betonra gyakorolt egyenletes nyomófeszültség feltételezésének.

Ha többet szeretne megtudni a CBFEM-ben alkalmazott legfontosabb elvekről és eljárásokról, erősen javasoljuk, hogy tekintse át az Általános elméleti háttér dokumentumunkat. 

Az elméleti háttérben azt is megtalálhatja, hogyan kezeli az IDEA StatiCa az acél-beton kapcsolatokat a szabványspecifikus követelmények szempontjából.  

AISC

• Horgonyok ellenőrzése
• Betonblokk ellenőrzése 

Eurocode

• Horgonyok ellenőrzése
• Betonblokk ellenőrzése

Más nemzeti szabványok esetén tekintse meg a Támogatási központunkat.

3 módszer az acél-beton kapcsolat modellezésére

Rendben, elég az elméletből, játsszunk! A tervezési lehetőségek tekintetében valójában nem számít, milyen típusú horgonyzási kapcsolatot kell modellezni és számítani. Az IDEA StatiCa rugalmassága lehetővé teszi, hogy oszloptalpakat, korlátokat, kapaszkodókat vagy rúdhorgonyzásokat modellezzen topológiai korlátok nélkül. 

A kapcsolatot háromféleképpen modellezheti. 

Az első megközelítés a kapcsolat modellezése a kapcsolat varázslóval. Itt négy különböző topológia közül választhat, és lehetősége van nyomatéki vagy nyíró kapcsolat tervezésére. 

Nem kell tartania a varázsló tervezési korlátaitól. A rengeteg anyag és gyártási művelet közüli választás lehetősége szabad utat enged a képzeletnek és a tervezői kreativitásnak. 

Bizonyos esetekben a kapcsolatot a nulláról kell megtervezni. Még ebben az esetben sem kell bonyolult folyamatoktól tartani. A legtöbb horgonyzási részletet percek alatt meg tudja tervezni. 

Nézze meg, hogyan tervezhet acél-beton kapcsolatot kevesebb mint 3 perc alatt. 

Végül, de nem utolsósorban, importálhatja a horgonyzási modelljét a CAD szoftveréből a BIM linkek segítségével. Az Autodesk termékek – Advance Steel és Revit – esetén a betonblokkok a modellel együtt importálódnak. A Tekla Structures esetén kerülő megoldást kell alkalmazni ennek a korlátnak a leküzdéséhez. 

A BIM linket FEA szoftverből is használhatja; ebben az esetben fel kell készülnie arra, hogy a betonblokkot közvetlenül az IDEA StatiCa-ban modellezheti. 

Acél-beton kapcsolatok szabványellenőrzése

Az IDEA StatiCa lefedi az összes szükséges talplemez-ellenőrzést, a beton és a horgonyok ellenőrzéseinek nagy részét. Az IDEA StatiCa nem fedi le az utólag beépítetthorgonyok összes ellenőrzését. Ennek oka a hiányzó információ, pl. a ragasztott horgonyok ragasztójának nyírási ellenállása vagy a nyomaték-vezérelt kötőelemek hasítóereje. Ehhez speciális szoftvert kell használni. Itt a javaslat meglehetősen egyszerű – az egyetlen CBFEM-et használó szoftver a Hilti PROFIS rendszere. Olvasson többet a PROFIS Engineering Suite-ban alkalmazott CBFEM módszerről.  

Alátétlemezes horgonyok (beépített): 

• Acél húzásban
• Acél nyírásban (karral vagy anélkül)
• Beton kúpos kiszakadás húzásban
• Kihúzódás
• Beton feszítő erő nyírásban
• Beton kifúvódás
• Beton szélső tönkremenetel
• NEM LEHETSÉGES – Beton hasadás – lásd a gyártó adatait

Egyenes horgonyok (utólag beépített):

• Acél húzásban
• Acél nyírásban (karral vagy anélkül)
• Beton kúpos kiszakadás húzásban
• Beton feszítő erő nyírásban
• Beton szélső tönkremenetel
• NEM LEHETSÉGES – Kihúzódás – lásd a gyártó adatait
• NEM LEHETSÉGES – Kombinált kihúzódás és beton tönkremenetel – lásd a gyártó adatait 
• NEM LEHETSÉGES – Beton hasadás – lásd a gyártó adatait

A múltban nagyon gyakran találkoztunk a részlegesen alátámasztott talplemez ellenőrzésének igényével, amellyel az IDEA StatiCa korábban nem tudott megbirkózni. A 20-as verziótól kezdve ez a hiányzó ellenőrzés már elérhető.   

Legyen biztonságos, takarítson meg időt, optimalizáljon!

Az acél-beton kapcsolatok tervezése nagyon időigényes és megterhelő munka lehet, de a megfelelő eszközkészlet gyorsan csökkentheti a munkamennyiséget. Éppen ezért a betonblokkra helyezett acél talplemez kapcsolatok számítása az IDEA StatiCa egyik legtöbbet használt és legkeresettebb funkciója. Ha szeretné megnézni, hogyan segíthet az IDEA StatiCa a horgonyzás gyorsabb és hatékonyabb tervezésében, 14 napig ingyenesen kipróbálhatja. 

A horgonyzás az egyik leggyakrabban tárgyalt téma webinárainkban is. Felvételeik elérhetők a Támogatási Központunkban.