Non devi più lottare con la progettazione degli ancoraggi

Secondo una ricerca pubblicata sulla rivista New Civil Engineer, che ha intervistato oltre 100 ingegneri civili in attività, il 55% ha dichiarato di impiegare fino a 4 ore per progettare un tipico collegamento acciaio-calcestruzzo e generare il relativo report. È un tempo considerevole, tenendo conto di tutto ciò che deve essere affrontato nel progetto. 

Se sei tra coloro che faticano con i dettagli, presta attenzione. IDEA StatiCa porta buone notizie. Questa lotta è ora finita: presentiamo la potenza combinata di IDEA StatiCa Detail e IDEA StatiCa Connection, lo strumento definitivo per la progettazione degli ancoraggi. Questo rende la progettazione degli ancoraggi semplice e richiede una frazione del tempo che richiedeva in precedenza.

Perché la progettazione degli ancoraggi è così problematica per la maggior parte di noi?

Prima di esaminare ulteriormente le nostre opzioni, definiamo come le cose sono state fatte finora. E riflettiamoci un momento. 

Che ci si concentri sull'Eurocode, sull'AISC o su qualsiasi altra norma o specifica per la progettazione degli ancoraggi, tutte concordano su alcuni principi chiave su come gestire i collegamenti acciaio-calcestruzzo. 

• In primo luogo, specificano diverse modalità di rottura per gli ancoraggi e le fondazioni in calcestruzzo, ulteriormente categorizzate in base al tipo di carico. Ogni condizione viene valutata separatamente. 

Figura 1: Schema delle modalità di rottura – immagine tratta da Design of Steel-to-Concrete Joints Design Manual II

• Successivamente, propongono una soluzione utilizzando il metodo delle componenti, in cui il giunto deve essere suddiviso in configurazioni e componenti individuali e valutato uno per uno. 

Figura 2: Modelli a componenti – immagine tratta da Design of Steel-to-Concrete Joints Design Manual II

• Per complicare ulteriormente le cose, alcune norme mancano completamente di una procedura adeguata per la valutazione del calcestruzzo, oppure raccomandano una progettazione eccessivamente conservativa, suggerendo staffe e armatura supplementare senza basarsi su un calcolo preciso per il giunto specifico. Viene invece spesso sostituita da un insieme di regole costruttive.

Non c'è nulla di sbagliato nell'approccio sopra menzionato. È stato comprovato da anni di pratica, ma ci sono alcuni "ma":

1. La progettazione anche di tipologie più semplici di ancoraggio può richiedere un tempo relativamente lungo.
2. Un approccio conservativo può diventare piuttosto impegnativo (se possibile) quando si tratta di ancoraggi non standard o meno tipici.
3. Lo stesso vale per le specialità, come l'ancoraggio in prossimità del bordo o il trasferimento del taglio tramite chiavette a taglio, ecc. 

Figura 3: Caso studio – Progettazione dell'ancoraggio di serbatoi sferici in acciaio, Canada

Questo porta a un eccessivo spreco di materiale, a una significativa perdita di tempo, o addirittura all'evitare certi casi. Ma perché farlo se non è assolutamente necessario? I metodi agli elementi finiti sono disponibili da alcuni anni e il loro sviluppo continua ad avanzare. In IDEA StatiCa utilizziamo i metodi CBFEM e CSFM, che alcuni potrebbero definire innovativi, ma in realtà esistono da tempo e si basano su ipotesi o metodi efficaci da decenni.

Utilizzandoli nell'ambiente frenetico di oggi, in cui il processo di progettazione è sotto pressione, possiamo ottenere un vantaggio incredibile. Possiamo risparmiare tempo e ottenere simultaneamente risultati più accurati. Questo non solo porta tranquillità, ma ci consente anche di ottimizzare significativamente i materiali, con conseguenti risparmi sui costi. Cosa offrono quindi gli strumenti più recenti?

IDEA StatiCa come soluzione completa per un problema complesso

IDEA StatiCa va avanti mentre le applicazioni continuano a evolversi e sta iniziando a coprire quasi tutti i casi di dettagli. Non c'è più bisogno di uno strumento per i giunti in acciaio, con calcoli manuali aggiuntivi, o di un altro strumento per il calcestruzzo. Ora possiamo gestire tutto e collegare il flusso di lavoro in modo efficiente. Come?

Prima della versione 24.1, in IDEA StatiCa Connection, potevamo valutare le parti in acciaio con alcune limitazioni e valutazioni di base della fondazione in calcestruzzo (solo calcestruzzo semplice). Erano necessari calcoli manuali aggiuntivi, nonché calcoli completi quando si utilizzava il calcestruzzo armato. Le valutazioni insoddisfacenti sono principalmente dovute al blocco di calcestruzzo, che causa mal di testa a più di un ingegnere.

Questo sta cambiando con il rilascio della versione completa di IDEA StatiCa 3D Detail, specificamente aggiornata con funzionalità complete, come il trasferimento del taglio tramite ancoraggi o chiavette a taglio, progettata per i casi di ancoraggio. Adatta a chiunque si trovi ad affrontare problemi come la sfilamento o la rottura del cono di calcestruzzo e sia stato frustrato dall'impossibilità di incorporare l'armatura in Connection: ora è possibile modellare facilmente l'armatura ed eseguire un'analisi in 3D Detail. L'uso dell'armatura copre queste modalità di rottura che altrimenti si verificherebbero nel calcestruzzo semplice. Da 3D Detail possiamo ottenere i risultati della verifica normativa allo SLU per calcestruzzo, armatura e ancoraggi in trazione.

Figura 4: Modalità di rottura coperte in IDEA StatiCa Connection e 3D Detail

Poi in Connection è possibile continuare a valutare gli ancoraggi, le chiavette a taglio, la piastra di base, ecc., in pratica tutti i componenti in acciaio come in precedenza. Anche se entrambe le applicazioni funzionano in modo indipendente, il vero vantaggio va a coloro che combinano la potenza di Connection e Detail. Le applicazioni si completano a vicenda e solo insieme forniscono un pacchetto completo di verifiche. 

Un'intera nuova gamma di possibilità 

Ma basta parlare. Diamo un'occhiata ad alcuni esempi pratici adatti alla nostra soluzione e scopriamo cosa è ora disponibile: 

Figura 5: (1) Trave in acciaio su trave in calcestruzzo (2) Colonna in acciaio su colonna in calcestruzzo (3) Ancoraggio pesante con chiavette a taglio (4) Ancoraggio in pareti armate 

Il meglio di entrambi i mondi

Ottimi strumenti sarebbero inutili senza un flusso di lavoro semplice. Nessuno vuole perdere tempo a modellare lo stesso dettaglio due volte. Pertanto, collegare Detail e Connection è stata una necessità assoluta per noi. Con un solo clic, l'importazione del modello, inclusi i carichi, è pronta. L'unico passaggio aggiuntivo da eseguire è l'aggiunta dell'armatura, e il modello è pronto per il calcolo finale. L'intero processo può essere completato in pochi minuti, vedi tu stesso:

Ulteriori informazioni sull'importazione stessa sono disponibili nell'articolo delle note di rilascio: Importazione dell'ancoraggio da Connection a Detail.

Conclusione

Cosa dire in questa conclusione? Se la progettazione dei collegamenti è una lotta per te e richiede una quantità irragionevole di tempo, ora potrebbe essere il momento giusto per fare qualcosa al riguardo. Scarica la nuova versione, provala e facci sapere se stiamo andando nella giusta direzione. Qualcosa ci dice — forse quei migliaia di clienti soddisfatti — che lo siamo già.

Nota: per una corretta comprensione, si consiglia di leggere le Limitazioni note per 3D Detail, nonché di approfondire il Background Teorico o una descrizione più pratica delle funzionalità per un approfondimento.