Ismert korlátozások a Detail 3D esetén

Bevezetés

A szöveg elején határozzuk meg, mire való az alkalmazás. A jelenlegi verzióban csak acél szerkezetek egyszerű vasbeton blokkokban történő horgonyzásához fejlesztettük ki az eszközöket és ellenőriztük a megoldást. 

A következő szöveg két részre oszlik: az alkalmazás és a módszer korlátai, valamint az IDEA StatiCa Connection-ből történő importálás korlátai.

Az alkalmazás korlátai

Vasbeton

A 3D CSFM nem alkalmas vasalatlan beton vagy gyengén vasalt beton esetén. Ebben az esetben a számítás eredménye félrevezető eredményekhez vagy a nemlineáris számítás divergenciájához vezethet. 

Bővebben olvashat erről az Elméleti háttér részben.

A fő ok, amiért az alkalmazásban csak vasbeton elemeket kell modellezni, az az, hogy a beton húzószilárdsága elhanyagolható. Ezért minden húzófeszültséget a vasalásnak kell átvennie.

A második ok: Az IDEA StatiCa Detail 3D-ben nem alkalmaznak törésmechanikát. A modell nem szimulálja az explicit repedésterjedést, és nem alkalmazza a beton törésmechanikai paramétereit (G_f, K_IC, a törési felület alakja). A beton képlékeny anyagként van modellezve, vízszintes képlékeny ággal nyomásban – amint elérik a határnyomófeszültséget, a feszültség állandó marad, és csak az alakváltozások növekednek tovább egy előírt határig. Ennek következtében a Detail 3D képes megragadni a feszültségek és alakváltozások képlékeny újraelosztását a D-régiókban, de nem modellezi explicit módon a törésmechanika által irányított rideg tönkremeneteli mechanizmusokat (pl. vasalatlan beton tiszta nyírási tönkremenetele, egyetlen domináns repedés instabil terjedése stb.).

Összefoglalva, a modelleknek meg kell felelniük a vasbeton nemzetközi szabványokban meghatározott definíciójának. Kövesse a részletezési szabályokat és kapjon helyes eredményeket.

Teherbírási határállapot

Minden számítás és szabványellenőrzés csak ULS esetén van megvalósítva. Az anyagok meghatározása és maga a számítási mód eltérő kell legyen SLS esetén. Ezt a különbséget a Detail 2D-ben láthatja. 

Nyomási lágyulás

Először határozzuk meg, mi a nyomási lágyulás: A nyomásban lévő beton elveszíti szilárdságát és merevségét, amikor egyidejűleg erősen meg van repedezve húzásban, azaz amikornagy keresztirányú húzó alakváltozások vannak jelen.

Azokban az esetekben, ahol az ellenállást egy erősen megrepedezett betonon áthaladó nyomott rúd (nyomási átló) szabályozza, a Detail 3D hajlamos túlbecsülni a teherbírást (azaz kissé nem konzervatív lenni), ha az eredményt közvetlenül a tényleges végső teherbírásként értelmezik.

Ezen okok miatt a 3D modul csak egyszerű vasbeton blokkokban történő horgonyzás szilárdságának ellenőrzésére alkalmas. 

Bár lehetséges például egy cölöpfej modellezése kis területű támaszokkal, az ellenőrzés nem megbízható, mivel a lágyulási hatás jelentőssé válik, különösen az áttöréshez kapcsolódó problémáknál. Ugyanez a helyzet előfordulhat egy vékony lemez esetén, amelyre oszlop támaszkodik, és más hasonló esetekben.

Ezekben a helyzetekben szükséges a beton lágyulásának figyelembevétele, amely jelenleg csak a 2D modulban érhető el. Ezért a 3D modul csak olyan tönkremeneteli módok ellenőrzésére használható, ahol ennek a hatásnak nincs befolyása.

Horgony ellenőrzés

A horgony eleme úgy van meghatározva, hogy képes normál húzó- vagy nyomóerőket, valamint nyíróerőket átvinni, figyelembe véve a hajlítási merevséget is, ahogy az az Elméleti háttér részben leírásra kerül. 

A vonatkozó szabványok szerinti szabványalapú ellenőrzéseket támogatjuk (csak EN), ezért az IDEA StatiCa Detail önállóan használható horgonyok értékelésére (horgonyok, vasalás, beton). 

Megvalósított szabványok: EN 1992-4, EN 1993-1-8, EN 1994-1-1 

Más csomóponti komponensek (hegesztések, lemezek stb.) ellenőrzéséhez az IDEA StatiCa Connection alkalmazást kell használni, ahol a vasalatlan beton teljes horgonyellenőrzése is elvégezhető. A Connection-ben lévő horgonyzás – az alkalmazott erőkkel együtt – exportálható a Detail-be a vasalás további tervezéséhez.

ACI és ausztrál szabvány esetén a horgonyok nyírásra, valamint nyírásra és húzásra vonatkozó szabványellenőrzései még nincsenek megvalósítva, ezért a horgonyok átfogó szabványellenőrzéséhez mindig szükséges mindkét alkalmazás használata.

Felborulás

Ha a terhelési bemenet a modell felborulását okozza, a modell a divergenciáig vagy egy kritérium eléréséig számít. Ez általában hosszú ideig tart, és a következő eredményt kapja:

Az átadott terhelés százaléka megjelenik. Ezenkívül a Segéderedményekben a szélső alakváltozás is megjelenik.

Megkerülő megoldás: Javasolt minden modellt először magas értékre (4-5) beállított alapértelmezett hálóméret szorzóval számítani. Ez a szorzó a Beállítások -> Hálóbeállítások menüpontban található. A számítás gyors lesz, és látni fogja, hogy a felborulás jelent-e problémát vagy sem.

Ellenőrizni kell, hogy a betonblokk önsúlya szerepel-e a modellben, mivel ez megakadályozhatja a modell felborulását. Megjegyzendő, hogy a Connection alkalmazásból történő importáláskor az önsúly nem kerül automatikusan a modellbe — a részletekért lásd az alábbi szöveget.

A Connection-ből történő importálás korlátai

Érintkezések

Általánosságban elmondható, hogy a talplemezre egy másik acéllemezzel való érintkezésen keresztül ható erők importálása nem támogatott. Ez vonatkozik mind az él-felület, mind a felület-felület típusú érintkezésekre. Bővebben olvashat erről ebben a cikkben.

Horgonyzás szerkezeti elemmel

Csak a talplemezen keresztül horgonyzott modellek importálhatók helyesen a Detail alkalmazásba. Olyan modellek esetén, ahol a szerkezeti elemek közvetlenül csatlakoznak betonblokkokhoz, a szerkezeti elem horgonyokkal ellátott csatlakozólemeze terhelés nélkül kerül importálásra.

Az önsúly nem adódik hozzá automatikusan

Az önsúly nem kerül automatikusan kiszámításra/hozzáadásra. A Detailprojektbe manuálisan kell belefoglalni. Ez főként az alapozáshoz történő horgonyzás ellenőrzésénél lehet hatással, ahol az önsúly figyelmen kívül hagyása az alapozás felborulásához vezethet, ahogy azt a fenti bekezdés is megemlíti.

Nem támogatott horgonyzási típusok exportáláshoz

A kampós horgonyok nem támogatottak a Detail-ben. Az exportált fájlban helyette alátétlemez kerül alkalmazásra.

Az alátétlemez lemez-héj elemként van modellezve, közvetlenül a horgony szárához csatlakoztatva, és a terhelést kizárólag nyomásos érintkezésen keresztül adja át a betonnak. Maga a lemez lineárisan van modellezve, képlékenység nélkül, és nem vonatkoznak rá szilárdsági ellenőrzések. Mivel a szárnak nulla tapadási szilárdsága van, a teljes terhelés az alátétlemezen keresztül adódik át a betonnak. A horgonytípusokról bővebb információ található a következő cikkben: Egyedi horgony meghatározása.

Nem támogatott kombinációk horgonytípusokhoz

A Detail alkalmazás nem támogatja a fejes csapok vagy vasalás kombinálását más horgonytípusokkal. Ezek a horgonytípusok nem szerepelnek a kimenetben. A lemezbeállításokról bővebb információ található a következő cikkben: Horgonyzási lemezek beállításai.

Importált terhelések és felhasználó által megadott terhelések kombinációja

Az importált terhelések és a felhasználó által megadott terhelések nem kombinálhatók egy modellen belül. Az Elméleti háttér részben leírt okok miatt. A horgonyok a talplemezektől leválasztva kerülnek importálásra. Ha felhasználó által meghatározott teherkombinációt hoz létre, nyilvánvaló, hogy a terhelés nem kerül helyesen átadásra.

Megkerülő megoldás: Másolja az importált projektelemet, törölje az összes importált terhelést, kapcsolja össze az összes horgonyt a talplemezzel, majd megadhatja a felhasználó által meghatározott teherkombinációt.

Több betonblokk

Csak egy betonblokk támogatott a Detail-ben. A betonblokk azonban módosítható a Negatív térfogat, a Vágósík és a Vágás művelet segítségével. Így lehetséges összetettebb formák modellezése, mint például talapzatok, alapszalag-kiszélesítések, nyílások melletti horgonyzás stb.

Lehetséges két független betonblokk importálása is a Connection-ből, amelyek a Detail-be két modellentitásként kerülnek importálásra, amelyek tovább módosíthatók a vágás művelettel. 

Egynél több talplemez egy blokkban 

Több talplemez exportálása egy blokkban támogatott, bár nem ajánlott az úgynevezett szélső horgonyzás importálása.

A Connection alkalmazásban a beton egyszerűsített módon, Winkler-féle altalajmodell segítségével van modellezve. Ezzel szemben a betonblokk feletti acélrész modellje részletesen van kidolgozva, beleértve az anyagok képlékenységét is. A talplemez alatti vasbeton részletesebb ellenőrzéséhez lehetséges a talplemez, a horgonyok és a terhelések exportálása a Detail alkalmazásba. Ott a beton képlékenyen van modellezve. 

A horgonyok tengelyirányban leválasztva kerülnek exportálásra, és a köztük lévő terhelést egyenlő, de ellentétes erőpár helyettesíti (pontosan a talplemez feletti acélrész merevségének hiánya miatt). Ezért nem lehetséges, hogy a horgonyok tengelyirányú erői megváltozzanak, ha a betonblokk sarkában a fedőréteg képlékennyé válik. Hasonlóképpen, a talplemezek hegesztései leválasztva kerülnek exportálásra, a kapcsolatot egyenlő, de ellentétes erők helyettesítik. Ezért nem változhat a hegesztés feszültsége a betonszarok képlékennyé válása esetén. 

Ebből következik, hogy az exportálás után, bár a talplemezekre ható összes erő egyensúlyban van, az alakváltozási feltételek nem teljesülnek. 

Ez a jelenlegi 25.1.2-es verzióra vonatkozik. Korábbi verziókban eltérhet, mivel fokozatosan dolgozunk ezeknek a korlátoknak az eltávolításán. Az egyes verziókról bővebb információt a kiadási megjegyzésekben találhat.