Tervezze meg szerkezeti beton részleteit magabiztosan
B-régiók, D-régiók, a Strut&T korlátai
A betonszerkezeti elemek tervezése és értékelése általában szelvényi (1D-elem) vagy ponti (2D-elem) szinten történik. Ezt az eljárást minden szerkezettervezési szabvány leírja, pl. az (EN 1992-1-1), és a mindennapi szerkezettervezési gyakorlatban alkalmazzák.
Azonban nem mindig ismert vagy tartják be, hogy az eljárás csak olyan területeken fogadható el, ahol a Bernoulli-Navier-féle sík alakváltozás-eloszlás hipotézise érvényes (ún. B-régiók). Azokat a helyeket, ahol ez a hipotézis nem alkalmazható, diszkontinuitási vagy zavart régióknak (D-régiók) nevezzük. Ilyenek például a támaszkodási területek, a koncentrált terhelések alkalmazási helyei, a keresztmetszet hirtelen változásának helyei, nyílások stb. Betonszerkezetek tervezésekor számos más D-régióval is találkozunk, mint például falak, híd-diafragmák, konzolok stb.
A számítástechnikai eszközök elmúlt évtizedekben bekövetkezett fejlődése ellenére a Strut-and-Tie módszert még mindig elég sokat alkalmazzák kézi számításokban. Valós szerkezeteknél való alkalmazása időigényes, mivel több iteráció szükséges, és több teherkombinációt kell figyelembe venni. Ráadásul ez a módszer nem alkalmas a használhatósági kritériumok (alakváltozások, repedésszélességek stb.) ellenőrzésére.
A statikus mérnökök igénye egy megbízható és gyors eszköz iránt a D-régiók tervezéséhez vezetett ahhoz a döntéshez, hogy egy teljesen új módszert fejlesszenek ki, amely lehetővé teszi a síkbeli terhelésnek kitett szerkezeti betonszerkezeti elemek automatikus tervezését és értékelését. Mindezt egy felhasználóbarát alkalmazásba csomagolva.
Az ETH Zurich egyetemmel szorosan együttműködve létrehoztunk és alaposan teszteltünk egy Compatible Stress Field Method (CSFM) nevű módszert a diszkontinuitási régiók tervezéséhez, és beépítettük az IDEA StatiCa Concrete alkalmazásba. A módszer végeselem-módszeren alapul, és csak a szabványos szerkezeti beton tervezésben alkalmazott alapvető anyagparamétereket használja. A CSFM leküzdi a klasszikus tervezési eszközök korlátait, miközben megőrzi a feszültségmezők és a Strut-and-Tie modellek előnyeit.
Olvasson többet a Strut-and-Tie módszer és a CSFM összehasonlításáról.
Nézze megKaufmann professzort az ETH Zurichból, amint elmagyarázza a CSFM-et
A CSFM-et évekig tesztelték
Annak érdekében, hogy a CSFM elfogadása megkönnyebbüljön a statikus mérnökök konzervatív közösségében, a módszert több éven át alaposan tesztelték. Itt az ETH Zurichkal való együttműködés kulcsszerepet játszott. Több száz analitikai tesztet hajtottak végre, hogy ellenőrizzék a számos szabvány által megkövetelt összes ULS és SLS ellenőrzés pontosságát.
Ezeknek a teszteknek az eredményeit analitikai megoldások, tervezési szabványok és kísérleti eredmények széles körével hasonlították össze, és mindegyikkel jó egyezést mutatnak. A határterhelésre (szilárdságra) vonatkozó eredmények nagyon jól egyeznek, és enyhén a biztonságos oldalon vannak. Az alakváltozásra vonatkozó eredmények szintén jók, és a hiba főként a biztonságos oldalon van.
Az összes fő teszt és ellenőrzési példa megjelent az új CSFM ellenőrzési könyvben. Online megvásárolhatja a Payhip.com oldalon.
Az ETH Zurichkal való együttműködés mellett számos ellenőrzési és validációs tesztet hajtanak végre a Brno-i Műszaki Egyetemmel is.
Elméleti háttér a feltételezések magyarázatához
A CSFM elvek és feltételezések, valamint korlátok jobb megértéséhez mindenképpen érdemes időt szánni a beton alkalmazásokhoz készült Elméleti háttérre. Az ellenőrzési könyv fő gondolatait tömörebb formában tartalmazza.
Megismerheti, hogyan kezeli a módszer a vasalástervezést, vagy hogyan valósítja meg a végeselem-módszert. Az Elméleti háttérben megtalálhatja a szerkezeti elem összes fontos ellenőrzését a határállapot és a használhatósági határállapot elemzéséhez. Tehát ha meg szeretné érteni, hogyan kezeli a CSFM a repedésszélességet, az alakváltozás-ellenőrzéseket vagy a biztonsági tényező formátumát, az Elméleti háttér a megfelelő kiindulópont.
Kiváló egyezést mutató ellenőrzési cikkek
Mindkét egyetemi csapat, az IDEA StatiCa szakértőivel együttműködve, összeállított és közzétett több tanulmányt és tudományos cikket kísérleteik és tesztjeik eredményeiről. Megállapításaikat különböző nemzetközi rendezvényeken mutatták be.
Saját szemével is meggyőződhet róla, ha átnézi az ellenőrzési példákat és kutatási cikkeket a Támogatási központunkban.
IDEA StatiCa minden betonnal foglalkozó mérnök számára
A CSFM alapos validálásának eredményei bizonyítják, hogy a módszer biztonságos, pontos és megbízható. A teszteredmények tökéletes egyezést mutattak az elméleti modellekkel. A CSFM lehetővé teszi a statikus mérnökök számára, hogy bármely, kétdimenziós elemként modellezhető betonszerkezetet megbízhatóbban és hatékonyabban tervezzenek és értékeljenek, mint más tervezési módszerekkel.
Az ellenőrzések, tervezési feltételezések és cikkek közzétételre kerültek és elérhetők a mérnöki közösség számára. Arra bátorítjuk Önt, hogy tekintse át összes validációs és ellenőrzési dokumentációnkat, kérdezze meg ügyfeleinket, és nem utolsósorban próbálja ki a szoftvert saját maga.
Emellett szeretnénk kihívás elé állítani minden felhasználónkat – tegye próbára szoftverünket, hasonlítsa össze eredményeinket kézi számításaival vagy más szoftverek elemzéseivel, és ossza meg velünk összehasonlításait, eredményeit és megállapításait. Az IDEA StatiCa gyorsabbá és pontosabbá teszi tervezési munkafolyamatait, miközben a biztonságot helyezi előtérbe!