Felhívjuk a figyelmet, hogy ez a valós tervezési példa optimalizált geometriát használ, amely a szabványos EN szerinti szerkesztési szabályokra vonatkozó figyelmeztetéseket válthat ki. Az eredeti paramétereket a hitelesség megőrzése érdekében változatlanul hagytuk. Lásd az alábbi ábrát.
Ha ki szeretné hagyni a kapcsolat tervezését, és közvetlenül a Detail 3D analízisre szeretne továbblépni, töltse le a Detail 3D fájlt, és folytassa az 5. fejezettel.
1 Új projekt
Indítsa el az IDEA StatiCa Connection programot. Minden az Acél lapon kezdődik.
Módosítsa az Anyagok, alapértelmezett beállításait, majd kattintson az Üres terv létrehozása gombra.
2 Tervezés
Az üres terv létrehozása után módosítsa a szerkezeti elem keresztmetszetét UB 610 x 305 x 238 értékre.
Most adjon hozzá egy újabb gyártási műveletet, és válassza a Talplemez lehetőséget.
Folytassa a következő művelettel, és válasszon egy Kötőelem-rácsot vagy érintkezést a fejes csapok létrehozásához.
Adjon hozzá egy újabb Kötőelem-rácsot vagy érintkezést a vasalás horgonyainak létrehozásához.
Módosítsa a vasalás elforgatását a GRD2 műveletben a Szerkesztő kiválasztásával.
Adjon hozzá egy merevítőlemezt.
Hegessze a merevítőlemezt a talplemezhez az Általános hegesztés vagy érintkezés művelettel.
Adja hozzá a Szerkezeti elem vágása műveletet.
Adja hozzá a Connection utolsó műveletét, a Kötőelem-rácsot vagy érintkezést.
Módosítsuk az Erők vonatkoztatási helye paramétert a csukló helyzetének beállításához.
Adja meg a lehorgonyzáshoz tartozó belső erőket.
- Megjegyzés: Ennél a gerendatervezésnél csak nyírási terhelést veszünk figyelembe. Az útmutató egyszerűsítése érdekében kihagytuk a rendkívüli ULS kombinációból származó kötőerőt, amelyet a valós projektben figyelembe vettek.
3 Ellenőrzés
Váltson az Ellenőrzés -> Számítás lapra. A szabványellenőrzés a horgonyok tönkremeneteli módját mutatja ki. Alapértelmezés szerint a betontömböt repedezettnek tekintjük.
Vizsgáljuk meg az eredményeket. Válassza az Egyenértékű feszültség, Csavarerő, Háló, Deformált és Horgonyok lehetőségeket. A táblázat általánosan megmutatja, hogy mely horgonyok felelnek meg, és melyek nem.
Most tekintsük át a nem megfelelő horgonyok részleteit, hogy megállapítsuk, mely szabványellenőrzések felelnek meg, és melyek nem.
A horgonyellenőrzés sikertelenségének oka:
- Az EN 1992-4, 1.2(4) szerint a különböző horgonytípusokat tartalmazó horgonycsoportok tervezése kívül esik a szabvány hatályán. Ezért a szabványellenőrzés alapértelmezés szerint sikertelen. A kialakítás megfelelő igazolásához a 3D Detail modullal végzett részletes analízis szükséges.
- Ez a korlátozás a Detail 3D programban egyszerűen feloldható, amely a CSFM módszeren alapul, és a Connection egyszerűsített analitikus értékelését szigorú 3D feszültség-alakváltozás analízissel váltja fel.
Kiegészítő vasalás (EN 1992-4 – 7.2.1.9; 7.2.2.6):
- Az analitikus szabványellenőrzés a betonkúpra sikertelen, ezért kiegészítő vasalás szükséges a teljes húzó (356,3 kN) és nyíró (400,0 kN) teher átadásához. Ez a „vegyes" horgonykialakítás miatt kritikus.
- Ez a korlátozás a Detail 3D programban egyszerűen feloldható a vasalás hatékonyságának igazolásához. Kézi ellenőrzés esetén tételezzen fel zéró betonteherbírást, és gondoskodjon arról, hogy a vasalás területe fedezze a kapott teljes erőket.
Beágyazási mélység (EN 1992-1-1 – 8.6 egyenlet)
- A nem megfelelő beágyazási mélységre vonatkozó figyelmeztetés azért jelenik meg, mert ez az útmutató egy vékony falú, sekély horgonyokat tartalmazó valós példát mutat be. A kialakítás szerkezeti épségét a Detail alkalmazás igazolja tovább.
4 Exportálás
Az exportálás előfeltételei:
- A modellt ki kell számítani, és az eredményeket tartalmaznia kell.
Lépjen az Ellenőrzés -> RC ellenőrzés -> Mentés lapra.
Az exportálás csak a lehorgonyzási topológiára engedélyezett. Az exportálás során az alábbiak kerülnek átadásra:
- A betontömb
- Horgonyok
- A talplemez
- Terhek
További információk és paraméterek, amelyek a Connection megfelelő beállításai szerint kerülnek megadásra:
- Nyíróerő-átadás (horgonyokon, nyírófogakon és súrlódáson keresztül)
- Anyag
- Lehorgonyzás típusa: utólag beépített (ragasztott) / helyszínen öntött
- Lehorgonyzás típusa a végén: alátétlemez / egyenes / kampó / fejes csap
- Súrlódási tényező
5 Tervezés
Ebben a szakaszban módosíthatja a szerkezeti elemeket, megtámasztásokat, terheket és kombinációkat, valamint hozzáadhat vasalási összeállítást.
Megtámasztás
Ebben a példában a kapcsolat egy minden oldalon folytonos falhoz van lehorgonyozva. Az ilyen részmodelleknél merev megtámasztásokat használunk folytonos vasalással. Ez a kialakítás a fal folytonosságát modellezi, lehetővé teszi a húzóerő átadását a csak nyomásra vonatkozó beállítások ellenére is, és nem igényel összetett merevségi definíciókat.
Alkalmazzuk a megtámasztásokat a modellre:
Teherátadó elemek
A horgonyok az IDEA StatiCa Connection programból kerülnek importálásra. Mivel a kialakítás két különböző horgonytípust tartalmaz, szétválasztjuk a teherátadást a biztonságos és kiszámítható viselkedés érdekében. Ez a megközelítés megfelel a szokásos brit mérnöki gyakorlatnak, amely az EN 1992-4 (1.2(4)) korlátozását hivatott feloldani, mivel az a vegyes horgonycsoportokat kizárja a szabvány hatálya alól. A nyírás és a húzás meghatározott horgonycsoportokhoz rendelésével igazolt teherátadási útvonalat hozunk létre, amely megfelel a biztonsági követelményeknek.
SF1 – SF6 horgonyok: Engedélyezze a Nyíróerő-átadásra aktív beállítást, és tiltsa le a Tengelyirányú erők átadására aktív beállítást.
SF7 – SF10 vasalási horgonyok: Járjon el fordítva – tiltsa le a Nyíróerő-átadásra aktív beállítást, és engedélyezze a Tengelyirányú erők átadására aktív beállítást
Ha a Detail alkalmazásban egy alapot a nulláról tervezne, mindkét lehetőség alapértelmezés szerint engedélyezett lenne. A nyíróerő átadásakor meg kell határoznia, mely horgonyok veszik fel az erőt, és ennek megfelelően kell kiválasztania őket. Ez összhangban van az EN követelményeivel, amelyek szerint a nyíróerőt csak azokhoz a horgonyokhoz szabad hozzárendelni, amelyek hatékonyak a betonszél tönkremenetelének ellenőrzésénél.
Vasalás
Növeljük meg a betontömb magasságát és szélességét. Ez áttekinthetőbbé teszi a modellt, és lehetővé teszi a vasalás mentén kialakuló teljes feszültségeloszlás megfigyelését.
Állítsa a Betonfedést 30 mm-re; ez lesz a vasalás alapértelmezett értéke. Ezenkívül adja meg a hosszirányú pálcák és a kengyelek alapértelmezett lehorgonyzási típusát.
A vasalás megadása előtt kapcsolja ki a Betonacélok gombot. Így csak az éppen kiválasztott pálcacsoport látható, és a nézet átlátható marad.
Ezután szúrjon be egy új Felületi vasalást a folytonos hosszirányú vízszintes vasalás létrehozásához (fővasalás mindkét felületen).
Duplikálja a műveletet a folytonos függőleges vasalás hozzáadásához mindkét felületen, és módosítsa a beállításokat az alábbiak szerint.
A statikai számítások szerint a átszúrási kerületen kívül nincs szükség kiegészítő nyírási vasalásra. Ezért a következő lépések kizárólag az eredeti tervnek megfelelő, az átszúrási kerületen belüli nyírási vasalás létrehozására összpontosítanak.
Másolja le a meglévő vasalási elemet, és szerkessze meg megfelelően, hogy a nyírási vasalást képviselő kengyeleket kapjon.
Duplikálja a GB3D3 műveletet, és frissítse az alábbi beállításokat a nyírási vasalás megadásához.
Folytassa a GB3D4 művelet másolásával, és módosítsa a paramétereket.
Most másolja le a GB3D5 műveletet, és módosítsa a beállításait az átszúrási kerületre vonatkozó követelményeknek megfelelően.
Használja fel újra a GB3D3 műveletet: másolja le, és igazítsa az értékeket.
Másolja le a GB3D7 műveletet, és módosítsa a beállításokat.
Készítse el a GB3D5 művelet egy újabb másolatát, és alkalmazza az alábbi módosításokat.
Végül másolja le a GB3D9 műveletet, és frissítse a vasalás utolsó beállításait.
Most adjuk meg a szerkesztési szabályok szerinti nyírási vasalást. Bár a statikai számítás ezt nem követeli meg – mivel ebben az esetben a beton önmagában megfelel a nyírási teherbírás ellenőrzésén –, a szabványos szerkesztési szabályokat be kell tartanunk. Ezenkívül az IDEA StatiCa Detail megköveteli, hogy a modell pontosan tükrözze a valós vasalási kiosztást.
A szabálytalan osztás segít a kengyelek rendszerezett elrendezésében.
- Megjegyzés: Számítási szempontból elengedhetetlen ennek a vasalásnak a megadása a Detail alkalmazásban. Ezt a CSFM módszer elméleti háttere is rögzíti, és Kaufmann CSFM-ről szóló könyve is említi.
Másolja le a GB3D11 műveletet, és módosítsa a beállításokat.
A vasalás végleges kialakítása.
Terhek és kombinációk
A kombinációk az IDEA StatiCa Connection programból kerülnek átvételre. Az importálás minden következménye megtalálható
ebben a cikkben.
Adjuk hozzá a Önsúlyt:
Hozzon létre egy kombinációt az önsúllyal, és adja meg az önsúly tényezőjét = 1,35 az EN 1991-1-1 szabvány szerint
6 Ellenőrzés
Az analízis futtatása előtt határozottan javasoljuk a Háló szorzójának 2-re vagy 3-ra módosítását a számítás felgyorsítása érdekében. Bár ez a lépés nem kötelező, jelentősen csökkenti a számítási időt, és segít a lehetséges divergenciaproblémák korai felismerésében. Ha az analízis zökkenőmentesen lefut, a végeredményekhez visszaállíthatja a Háló szorzóját 1-re.
A főfeszültségek eloszlása a nyomott zónában a beton térfogatán belül.
A támaszreakciók, valamint a külső terhek és a reakciók közötti statikai egyensúly. Ideális esetben az „Egyensúly ellenőrzése" szabványellenőrzés abszolút nullát ad, ami az erők teljes átadását garantálja. Az olyan kis maradékok, mint az 1 kN és az 1 kNm, numerikus műtermékek lehetnek.
Eredmények
Egyenértékű főfeszültség
A betonban az egyenértékű főfeszültséget (EPS) a betontömb háromtengelyű viselkedése alapján határozzuk meg. A legnagyobb terhelésnek kitett területeket azonosítja és kiemeli a program. Az egytengelyű nyomáshoz viszonyított befogás hatásának bemutatásához az egyenértékű feszültséget a kappa tényező segítségével számítjuk.
A feszültségtartomány a tartomány funkcióval skálázható. Megmutatja az adott feszültségtartományok által érintett területet, és betekintést nyújt abba, hogy a feszültség hogyan koncentrálódik magán a szerkezeti részleten.
Eredmény metszet
A betontömb belső viselkedésének vizsgálatához használja az + Új gombot a Section metszetek létrehozásához, és a tulajdonságok ablakban módosítsa a Sík megadását (helyzet és elforgatás), hogy kritikus területeken keresztül vágjon. Ez kiemeli azokat a helyeket, ahol a beton képlékeny alakváltozást szenved. Ezeket a nézeteket mentheti a Galériába a végső Jelentéshez. További információ ebben a cikkben található.
Feszültség a betonacélokban
Az eredmények megmutatják a betonacélokban fellépő feszültséget. A feszültség, az alakváltozás és a kihasználtság részletes értékei az összes pálcacsoportra a Vasalás lapon találhatók.
A horgonyellenőrzési lap betekintést nyújt a horgonyok viselkedésébe a feszültség, az alakváltozás és az erőátadás szempontjából. Ez igazolja, hogy az SF1–SF6 horgonyok húzásra deaktiválva vannak, és csak nyírást vesznek fel. Az SF7–SF10 horgonyok ezzel szemben a terhet kizárólag húzással viszik át.
Lehorgonyzás
A Lehorgonyzás lap a vasalás és a beton közötti tapadási szilárdságot ellenőrzi. Biztosítja, hogy a megadott lehorgonyzási hossz elegendő az erők átadásához. Az ellenőrzés a tényleges tapadási feszültséget (τb) hasonlítja össze a tapadási határszilárdsággal (fbd) a kihúzódásos tönkremenetel megelőzése érdekében. Ezeket az eredményeket külön jelenítheti meg a vasalásra és a horgonyokra.
Alakváltozások
Váltson a Segéd lapra, és kapcsolja be az Alakváltozás megjelenítését. Bár az ULS (teherbírási határállapot) esetében nincsenek előírt alakváltozási korlátok, a deformált alak áttekintése fontos ésszerűségi ellenőrzés. Biztosítja, hogy a modell stabil, és nem lépnek fel benne irreális elmozdulások vagy elfordulások (pl. nem kapcsolódó elemek miatt). Ez a szemrevételezés segít gyorsan azonosítani az esetleges modellezési hibákat.
7 Jelentés
Végül lépjen a Jelentés -> Részletes -> Generálás menüpontra. Az IDEA StatiCa teljes mértékben testreszabható jelentést kínál, amely kinyomtatható, vagy szerkeszthető formátumban menthető.
Elvégezte a teljes szabványellenőrzést az EN 1993-1-8 (acél csomópontok), az EN 1992-4 (horgonyok) és az EN 1992-1-1 (betonszerkezetek) szerint. Az acél csomópontot és a lehorgonyzást az IDEA StatiCa Connection programban ellenőriztük, míg a betontömb épségét és a vasalást az IDEA StatiCa Detail programban elemeztük az EN 1992-1-1 szabványnak megfelelő CSFM módszerrel.