A statikus mérnökök által a jelenlegi modellhez leggyakrabban alkalmazott megoldás egy gerincmodell, amely az alkalmazandó szabványoknak megfelelő szabványellenőrzéssel van integrálva. A vizsgálati modell felépítése minden modellkomplexitási szinten egységes, és egy négyzetes keresztmetszetű, 500 x 500 mm méretű és 1 000 mm hosszú oszlopot, egy 1 000 mm egységszélességű és 6 000 mm hosszú alapgerincet tartalmaz. Az alapgerinc magassága változó paraméter. A jelenlegi ellenőrzéshez 250 mm-es magasságot alkalmaznak.
Az alapgerinc alsó felületét csak nyomást átvevő rugók támasztják alá, amelyek alacsony talajmerevséggel (16 000 kN/m³) vagy magas talajmerevséggel (128 000 kN/m³) rendelkeznek. A szimmetria peremfeltételek korlátozzák az alapgerinc bal és jobb végét.
Lényeges megjegyezni, hogy minden modell méretezési modell. A szimuláció és a szabványellenőrzés céljából az anyagok részleges biztonsági tényezőit alkalmazták.
11) Méretek és analitikai modell
Lineáris gerincmodell – Alacsony merevségű talaj (LSS)
Miután a szimulációt elvégezték a gerincmodellen, a szabványos szabványellenőrzések alkalmazhatók. A tervezett vasalás megfelel az EN 1992-1-1 [1] által előírt minimális elrendezési követelményeknek. Minimális vasalási arányt alkalmaznak mind a hosszirányú rudakra, mind a kengyelekre. A szimulációt 10 GPa rugalmassági modulus alkalmazásával hajtják végre, amely a meghatározott betonanyag szelantmodulusát képviseli. A szerkezet hiperstatikus jellege miatt a modulus befolyásolja a belső erők újraelosztását.
12) Lineáris gerincmodell – az ULS ellenőrzések teljesítéséhez szükséges határterhelés
Az oszlop közvetlenül alatti hajlítónyomaték eléri a 60,1 kNm határértéket az oszlopban lévő -245 kN tengelyirányú erő hatására. A második kritikus pont a maximális nyírás zónájában található, ahol a -86,4 kN nyíróerő és a megfelelő 44,8 kNm hajlítónyomaték kölcsönhatása interakciós ellenőrzést eredményez, amely szintén elfogadható határon belül marad 96,6%-os kihasználtsággal. A szerkezet legsúlyosabb pontja közvetlenül az oszlop alatt található, és a tönkremeneteli mód a nyomott betont és a húzott hosszirányú vasalási rudakat érinti. A nyírási kapacitás azt jelzi, hogy ez az eset szempontjából nem kritikus.
13) Lineáris gerincmodell – szabványellenőrzés alacsony merevségű talajra
Lineáris gerincmodell – Magas merevségű talaj (HSS)
A magas merevségű talaj ebben a forgatókönyvben, tömör homok 128 000 kN/m³ ágyazási modulussal, jelentősen megváltoztatja a szerkezet viselkedését. A terhelés közvetlenül az oszlop alatti területen koncentrálódik. Az érintkezési terület magasabb feszültségi gradiensű és nagyságú kontaktust mutat. Az oszlopban lévő -540 kN határellenállás 2,2-szeres tényezővel nőtt az alacsony merevségű talajhoz képest. A nyíróerő-profil meredekebb, és a hajlítónyomaték lokalizáltabb. Ez a szerkezetet hajlamosabbá teszi az áttörési nyírási tönkremenetelre.
14) Lineáris gerincmodell – az ULS ellenőrzések teljesítéséhez szükséges határterhelés
Az oszlop alatt koncentrálódó maximális hajlítónyomaték 60,7 kNm, amely a keresztmetszet hajlítási határkapacitásának tudható be. A szélső nyíróerő az oszlop területéhez közel helyezkedik el, és eléri a -132 kN nagyságot, a megfelelő nyomaték 38,1 kNm. Az interakciós szabványellenőrzésben a betonnyomott rúd théta szögét 21,5 fokról 23 fokra módosították. Az Eurocode lehetővé teszi a rúdszög módosítását 21,5 és 45 fok közötti tartományban. Megfigyelték, hogy a 21,5 fokos szög a kapacitás túlkihasználtságát eredményezi, elsősorban a hajlításnak tulajdoníthatóan. A szabványkövetelmények által előírt variabilitás figyelembevételével a sikertelen ellenőrzést sikeresen kezelték egy alternatív rúdszög alkalmazásával.
A kritikus tönkremeneteli mód a nyomott betont és a húzott hosszirányú vasalási rudakat érinti.
15) Lineáris gerincmodell – szabványellenőrzés magas merevségű talajra