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

Pratica attuale per l'armatura dei tirafondi

La rottura del calcestruzzo avviene per diverse ragioni:

• Piccola area di calcestruzzo sotto la piastra di base: Piedistallo, fondazione a strisce, pilastri, piastra di base vicino al bordo del calcestruzzo.
• Incasso limitato dell'ancoraggio
• Elevate forze di momento, di taglio o di sollevamento nella piastra di base a causa di strutture pesanti
• Combinazioni di carico delle forze di cui sopra

Nella pratica ingegneristica corrente, gli ancoraggi vengono progettati ipotizzando una sezione in calcestruzzo non armato. Le equazioni standard utilizzate nel capitolo 17 dell'ACI-318 sono state sviluppate sulla base della progettazione della capacità del calcestruzzo (CCD). Tuttavia, l'ACI 318 consente l'uso di armature di ancoraggio per resistere alle forze di rottura quando i vincoli geometrici impediscono di aumentare la capacità di rottura del calcestruzzo.

Secondo l'ACI 318, in una fondazione possono essere presenti tre diverse categorie di armature in calcestruzzo:

• Armatura di fondazione: Armatura progettata per resistere alle forze di flessione nella fondazione, ad esempio i pilastri.
• Armatura di ancoraggio: Serve come approccio alternativo all'utilizzo delle equazioni di resistenza a rottura del calcestruzzo previste dall'ACI 318. È progettata per resistere alla resistenza richiesta dalla connessione di base.
• Armatura supplementare: È prevista per trattenere i coni di rottura e non è progettata specificamente per resistere ai carichi.

La progettazione dell'ancoraggio e dell'armatura supplementare è illustrata 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 di puntoni e tiranti che possono essere utilizzati per progettare gli stati limite di rottura e di scoppio laterale.
• Design of anchor reinforcement in concrete pedestals, Widianto, Chandu Patel, and Jerry Owen, 2010 - Questo documento presenta un metodo per la progettazione dell'armatura di ancoraggio utilizzando il modello a puntoni e legami e spiega una procedura di progettazione proposta.

Per anni, questo è stato un problema comune per gli EoR e i progettisti strutturali. Progettare l'armatura nel calcestruzzo al di sotto della piastra di base è spesso dispendioso in termini di tempo, soprattutto quando le forze di ancoraggio superano la capacità di rottura. IDEA StatiCa ha appena sbloccato un nuovo flusso di lavoro completo che consente agli ingegneri di modellare, analizzare e verificare le armature di ancoraggio in modo rapido e accurato.

Spiegazione del flusso di lavoro completo

IDEA StatiCa è un software per le connessioni in acciaio molto noto per le sue capacità di progettazione di piastre di base. Con l'applicazione Connection è possibile modellare qualsiasi piastra di base e progettarne gli ancoraggi. Tuttavia, se si verificano alcune delle condizioni sopra menzionate, gli ancoraggi falliscono a causa della resistenza a rottura 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.

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

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

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

2. Progettazione di componenti in acciaio

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

Fate clic sul link sottostante per visualizzare il report completo e dettagliato:

Relazione completa sulle connessioni PDF

3. Progettazione dei bulloni di ancoraggio

IDEA StatiCa Connection utilizza le formule ACI-318 (2014 o 2019) del capitolo 17 per progettare i tirafondi. I risultati del codice sono presentati in una tabella ed è possibile esaminare lo stato delle verifiche di ciascun ancoraggio. La verifica tiene conto anche della resistenza a rottura del calcestruzzo.

Tuttavia, la verifica considera solo il calcestruzzo non armato.

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

Vedere i passi 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 la versione 25 di IDEA StatiCa, è possibile esportare il modello della piastra di base nell'applicazione Detail e il modello verrà importato, compresi 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 l'icona nuova armatura per aggiungere l'armatura. Selezionare diverse opzioni per inserire le armature in acciaio, come il numero di strati e di barre in ogni strato. Visualizzare il tutto utilizzando la vista 3D trasparente.

6. Eseguire l'analisi e rivedere i risultati

Una volta terminata l'analisi, passare alla scheda Verifica ed esaminare il rapporto di utilizzo del materiale e le sollecitazioni. Il flusso delle sollecitazioni nel riepilogo dei risultati mostra i vettori delle sollecitazioni principali di compressione nel calcestruzzo e l'utilizzo dell'armatura per fornire una panoramica di base. L'utente può esaminare la resistenza del calcestruzzo e dell'acciaio, le tensioni di legame 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 per la progettazione della piastra di base completa semplifica le attività complesse, riducendo il tempo dedicato ai calcoli di entrambe le parti, la piastra di base in acciaio e la fondazione in cemento armato. Grazie alla chiara visualizzazione 3D, gli utenti possono comprendere meglio i percorsi di carico e ottimizzare la progettazione delle armature in calcestruzzo.