Un unico strumento per il flusso di lavoro completo per la progettazione della piastra di base

Pratica attuale per l'armatura di ancoraggio

La rottura del calcestruzzo per distacco avviene per diversi motivi:

• Piccola area di calcestruzzo sotto la piastra di base: Piedistallo, fondazione a nastro, pilastri, piastra di base vicino al bordo del calcestruzzo
• Limitata profondità di ancoraggio 
• Forze elevate di momento, taglio o sollevamento nella piastra di base dovute a strutture pesanti
• Combinazioni di carico delle forze sopra indicate

Nella pratica ingegneristica attuale, gli ancoraggi vengono progettati assumendo una sezione di calcestruzzo non armata. Le equazioni standard utilizzate nel Capitolo 17 dell'ACI-318 sono state sviluppate sulla base del progetto a capacità del calcestruzzo (CCD). Tuttavia, l'ACI 318 consente l'uso di armatura di ancoraggio per resistere alle forze di distacco quando i vincoli geometrici impediscono di aumentare la capacità di distacco del calcestruzzo. 

Nell'ACI 318, tre diverse categorie di armatura in calcestruzzo possono essere presenti in una fondazione: 

• Armatura di fondazione: Armatura progettata per resistere alle forze flessionali nella fondazione, ovvero nei pilastri
• Armatura di ancoraggio: Funge da approccio alternativo all'utilizzo delle equazioni di resistenza al distacco del calcestruzzo fornite nell'ACI 318. Progettata per resistere alla resistenza richiesta del collegamento di base
• Armatura supplementare: Viene fornita per contenere i coni di distacco e non è specificamente progettata per resistere a nessun carico.

 La progettazione dell'armatura di ancoraggio e supplementare è spiegata nella seguente letteratura:

• Sezione R17.5.2.1 del Commentario ACI-318 – Questa sezione fornisce pratiche di dettaglio raccomandate per l'armatura di ancoraggio
• Anchorage design for petrochemical facilities, ASCE, 2013 – Questo libro fornisce potenziali modelli puntone-tirante che possono essere utilizzati per progettare gli stati limite di distacco e di esplosione laterale
• Design of anchor reinforcement in concrete pedestals, Widianto, Chandu Patel, e Jerry Owen, 2010—Questo articolo presenta un metodo per la progettazione dell'armatura di ancoraggio utilizzando il modello puntone-tirante e illustra una procedura di progettazione proposta.

Per anni, questo è stato un problema comune per gli ingegneri responsabili e i progettisti strutturali. La progettazione dell'armatura nel calcestruzzo sotto la piastra di base è spesso dispendiosa in termini di tempo, specialmente quando le forze di ancoraggio superano la capacità di distacco. IDEA StatiCa ha appena sbloccato un nuovo flusso di lavoro completo che consente agli ingegneri di modellare, analizzare e verificare l'armatura di ancoraggio in modo rapido e preciso.

Spiegazione del flusso di lavoro completo

IDEA StatiCa è un software per collegamenti in acciaio molto noto per le sue capacità nella progettazione delle piastre di base. Con l'applicazione Connection, è possibile modellare qualsiasi piastra di base e progettare i suoi ancoraggi. Tuttavia, se si riscontrano alcune delle condizioni menzionate sopra, gli ancoraggi falliranno per resistenza al distacco del calcestruzzo. 

Il nuovo flusso di lavoro consente di progettare l'armatura di ancoraggio necessaria per trasferire le forze nella fondazione in calcestruzzo. 

Esaminiamo il flusso di lavoro proposto:

1. Modellare e progettare la piastra di base nell'applicazione Connection

Iniziare la progettazione della piastra di base in IDEA StatiCa Connection. Utilizzare l'operazione piastra di base per modellare piastre in acciaio, blocchi di calcestruzzo, ancoraggi e saldature. L'utente può anche utilizzare altre operazioni per aggiungere irrigiditori o piastre di giunzione se la piastra di base ha un elemento di controvento. Non ci sono limitazioni geometriche. 

Un'altra opzione per gli utenti è importare i carichi da altre applicazioni. Molte delle nostre integrazioni consentono l'importazione automatica di informazioni critiche, come carichi e geometria, riducendo la duplicazione della modellazione.

Una volta effettuata l'importazione, l'analisi viene eseguita per più combinazioni di carico invece di ricorrere alle reazioni di inviluppo. 

2.Progettazione dei componenti in acciaio 

IDEA StatiCa Connection verifica a codice tutti i componenti del modello: Elementi in acciaio, piastra di base, bulloni e saldature. 

Fare clic sul link sottostante per visualizzare il report dettagliato completo:

PDF del report completo del collegamento

3. Progettazione dei bulloni di ancoraggio 

IDEA StatiCa Connection utilizza le formule ACI-318 (2014 o 2019) del Capitolo 17 per progettare i bulloni di ancoraggio. I risultati del codice sono presentati in una tabella ed è possibile visualizzare lo stato di ciascuna verifica dell'ancoraggio. La verifica considera anche la resistenza al distacco del calcestruzzo. 

Tuttavia, la verifica considera solo il calcestruzzo non armato.

È ora possibile rimuovere le verifiche di distacco del calcestruzzo dai risultati e ricevere invece le forze di ancoraggio necessarie per progettare l'armatura supplementare.

 Vedere i passaggi successivi per la progettazione dell'armatura in calcestruzzo in IDEA StatiCa. 

4. Esportare il modello della piastra di base nell'applicazione IDEA StatiCa Detail

Con IDEA StatiCa versione 25, è possibile esportare il modello della piastra di base nell'applicazione Detail e il modello verrà importato, inclusi la piastra di base, gli ancoraggi, il blocco di calcestruzzo, le forze sugli ancoraggi e sulla piastra di base e i casi di carico.

5. Modellare l'armatura sul blocco di calcestruzzo utilizzando le operazioni

Prima di eseguire l'analisi,l'utente modella l'armatura in acciaio nel modello importato. Utilizzare la nuova icona delle barre di armatura per aggiungere l'armatura. Selezionare tra diverse opzioni per inserire le barre di armatura in acciaio, come il numero di strati e le barre in ciascuno strato. Visualizzarla utilizzando la vista trasparente 3D. 

6. Eseguire l'analisi e rivedere i risultati

Una volta completata l'analisi, andare alla scheda Verifica e rivedere il rapporto di utilizzo del materiale e le tensioni. Il flusso delle tensioni nei risultati di Riepilogo mostra i vettori delle tensioni principali di compressione nel calcestruzzo e l'utilizzo dell'armatura per fornire una panoramica di base. L'utente può rivedere la resistenza del calcestruzzo e dell'acciaio, le tensioni di aderenza dell'acciaio e le deformazioni per le diverse combinazioni di carico. 

Conclusione

IDEA StatiCa aiuta migliaia di ingegneri sviluppando software per i dettagli dell'ingegneria strutturale. 

Il flusso di lavoro completo per la progettazione della piastra di base semplifica le attività complesse, riducendo il tempo dedicato ai calcoli di entrambe le parti, la piastra di base in acciaio e la fondazione in calcestruzzo armato. Grazie a una chiara visualizzazione 3D, gli utenti possono comprendere meglio i percorsi dei carichi e ottimizzare la progettazione dell'armatura in calcestruzzo.