Strumento unico per il flusso di lavoro completo della piastra di base

Pratica attuale per l'armatura di ancoraggio

La rottura per distacco del calcestruzzo 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
• Profondità di ancoraggio limitata 
• Forze di momento, taglio o sollevamento elevate 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 metodo di progettazione della capacità del calcestruzzo (CCD). Tuttavia, l'ACI 318 consente l'uso dell'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 piedistalli
• Armatura di ancoraggio: Rappresenta un approccio alternativo all'utilizzo delle equazioni di resistenza al distacco del calcestruzzo fornite dall'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 carichi.

 Il progetto dell'armatura di ancoraggio e dell'armatura supplementare è illustrato nella seguente letteratura:

• ACI-318 Commentary section R17.5.2.1 – Questa sezione fornisce le pratiche di dettaglio raccomandate per l'armatura di ancoraggio
• Anchorage design for petrochemical facilities, ASCE, 2013 – Questo libro fornisce potenziali modelli a puntone e 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 a puntone e tirante e illustra una procedura di progetto proposta.

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

Spiegazione del flusso di lavoro completo

IDEA StatiCa è un software per i collegamenti in acciaio molto noto per le sue capacità nel progetto della piastra di base. Con l'applicazione Connection, è possibile modellare qualsiasi piastra di base e progettare i relativi ancoraggi. Tuttavia, se si riscontrano alcune delle condizioni sopra menzionate, gli ancoraggi si romperanno 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. Modella e progetta la piastra di base nell'applicazione Connection

Avvia il progetto della piastra di base in IDEA StatiCa Connection. Utilizza 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 irrigidimenti o piastre di nodo 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 inviluppo. 

2. Progetto dei componenti in acciaio 

IDEA StatiCa Connection esegue la verifica normativa di tutti i componenti del modello: elementi in acciaio, piastra di base, bulloni e saldature. 

Clicca il link sottostante per visualizzare il report dettagliato completo:

Report PDF completo del collegamento

3. Progetto dei bulloni di ancoraggio 

IDEA StatiCa Connection utilizza le formule dell'ACI-318 (2014 o 2019) del Capitolo 17 per progettare i bulloni di ancoraggio. I risultati normativi sono presentati in una tabella ed è possibile verificare lo stato di ciascun controllo degli ancoraggi. 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 sugli ancoraggi necessarie per progettare l'armatura supplementare.

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

4. Esporta 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 includendo la piastra di base, gli ancoraggi, il blocco di calcestruzzo, le forze sugli ancoraggi e sulla piastra di base, e le combinazioni di carico.

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

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

6. Esegui l'analisi e verifica i risultati

Una volta completata l'analisi, vai alla scheda Verifica e controlla il rapporto di sfruttamento del materiale e le tensioni. Il flusso delle tensioni nei risultati di riepilogo mostra i vettori delle tensioni principali di compressione nel calcestruzzo e lo sfruttamento dell'armatura per fornire una panoramica di base. L'utente può esaminare 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 supporta migliaia di ingegneri sviluppando software per i dettagli dell'ingegneria strutturale. 

Il flusso di lavoro completo per il progetto 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 alla chiara visualizzazione 3D, gli utenti possono comprendere meglio i percorsi dei carichi e ottimizzare il progetto dell'armatura in calcestruzzo.