Ismert korlátozások a Detail 3D esetén

Bevezetés

A szöveg elején határozzuk meg, mire való az alkalmazás. A jelenlegi verzióban eszközöket fejlesztettünk ki és ellenőriztük a megoldást kizárólag acél szerkezetek egyszerű vasbeton tömbökbe való lehorgonyzásához. 

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

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 alkalmazzák a törésmechanikát. A modell nem szimulálja az explicit repedésterjedést, és nem használja a beton törésmechanikai paramétereit (G_f, K_IC, a törési felület alakja). A beton képlékeny anyagként van modellezve, vízszintes képlékeny ággal nyomásban – amint eléri 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 átrendeződését 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 kizárólag ULS esetén van megvalósítva. Az anyagok meghatározása és maga a számítási módszer SLS esetén eltérő kell legyen. Ez a különbség a Detail 2D-ben látható. 

Nyomási lágyulás

Először határozzuk meg, mi a nyomási lágyulás: A nyomott beton elveszíti szilárdságát és merevségét, ha egyidejűleg erősen repedezett húzásban, azaz nagy keresztirányú húzási alakváltozások vannak jelen.

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

Ezen okok miatt a 3D modul csak egyszerű vasbeton tömbökbe való lehorgonyzás szilárdságának ellenőrzésére alkalmas. 

Bár lehetséges például egy cölöpalapot kis területű támaszokkal modellezni, az ellenőrzés nem megbízható, mivel a lágyulási hatás jelentőssé válik, különösen az áttörési problémák esetén. Ugyanez a helyzet előfordulhat 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, amelyekre ez a hatás nincs befolyással.

Horgony ellenőrzése

A horgonyelem úgy van definiálva, 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 (csak EN) szerinti szabványalapú ellenőrzéseket támogatjuk, ezért az IDEA StatiCa Detail önállóan is használható horgonyok értékelésére (horgonyok, vasalás, beton). 

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

Más kapcsolati komponensek (hegesztések, lemezek stb.) ellenőrzéséhez az IDEA StatiCa Connection alkalmazást kell használni, ahol a vasalatlan beton esetén is elvégezhető a teljes horgonyellenőrzés. A Connection-ben lévő lehorgonyzás – 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 mindkét alkalmazást szükséges használni.

Felborulás

Ha a terhelési bemenet a modell felborulását okozza, a modell addig számít, amíg divergencia vagy egy kritérium elérése be nem következik. Ez általában hosszú időt vesz igénybe, és a következő eredményt kapja:

Az átadott terhelés százalékos aránya megjelenik. Ezenkívül a Segéderedményekben a szélső alakváltozás is látható.

Megkerülő megoldás: Javasolt minden modellt először az alapértelmezett hálóméret szorzójának magas értékre (4-5) állításával kiszámítani. Ez a szorzó a Beállítások -> Hálóbeállítások menüpontban található. A számítás gyors lesz, és látható lesz, 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 való importáláskor az önsúly nem kerül automatikusan a modellbe – a részletekért lásd az alábbi szöveget.

A Connection-ből való importálás korlátai

Kontaktok

Általánosságban nem támogatott a talplemezre ható erők importálása egy másik acéllemezzel való kontakt útján. Ez vonatkozik mind az él-felület, mind a felület-felület típusú kontaktokra. Bővebben ebben a cikkben olvashat.

Lehorgonyzás szerkezeti elemen keresztül

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

Az önsúly nem adódik hozzá automatikusan

Az önsúly nem kerül automatikusan kiszámításra/hozzáadásra. A Detail projektbe manuálisan kell belefoglalni. Ez főként az alapozásokba való lehorgonyzás ellenőrzésénél lehet meghatározó, ahol az önsúly figyelmen kívül hagyása az alap felborulásához vezethet, ahogy a fenti bekezdésben is szerepel.

Nem támogatott horgonytípusok exportáláshoz

A kampós horgonyok nem támogatottak a Detail-ben. Helyettük az exportált fájlban alátétlemez kerül alkalmazásra.

Az alátétlemez lemez-héj elemként van modellezve, közvetlenül a horgányszárhoz csatlakoztatva, és a terhelést kizárólag nyomási kontakton 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 bővebben a következő cikkben olvashat: Egyedi horgony definíciója.

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 bővebben a következő cikkben olvashat: Lehorgonyzó 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 definiált 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 definiált 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 alakzatok modellezése, mint például talapzatok, alapszalag-kiszélesítések, nyílások melletti lehorgonyzás stb.

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

Egynél több talplemez egy blokkban 

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

A Connection alkalmazásban a beton egyszerűsített módon, Winkler-féle rugalmas alap 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 horgonyokban lévő tengelyirányú erők 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 e korlátok eltávolításán. Az egyes verziókról további információt a kiadási megjegyzésekben talál.