Progettazione integrata di piastra di base su piedistallo in calcestruzzo (ACI)

1 Nuovo progetto

Avvia IDEA StatiCa Connection. Tutto inizia dalla scheda Steel. 

Mantieni le impostazioni predefinite per la topologia di ancoraggio e accedi all'applicazione.

2 Progettazione

Prima di apportare qualsiasi modifica, assicurati di "Esplodere" il modello parametrico. I nuovi modelli parametrici offrono un modo rapido per modificare semplici collegamenti con la variazione di pochi parametri. Tuttavia, per visualizzare le opzioni di personalizzazione complete, esplodi il modello parametrico e accedi alle operazioni di produzione.

Inizia modificando la dimensione della sezione trasversale del pilastro del collegamento modello appena aperto. La nuova sezione trasversale è W12x45.

Modifica l'operazione Base Plate per ottenere la topologia finale del blocco in calcestruzzo caricato come mostrato di seguito. 

• Con Detail 3D, il taglio può ora essere trasferito anche tramite ancoraggi, chiavette a taglio e attrito. 

Inserisci le forze interne per i due casi di carico come mostrato di seguito. Le forze interne causano tensione di compressione al contatto tra il terreno e il blocco in calcestruzzo. Per impostazione predefinita, il blocco in calcestruzzo è considerato fessurato. 

3 Verifica

Passa alla scheda, verifica e calcola. La verifica normativa dimostra il modo di rottura degli ancoraggi. Approfondiamo ulteriormente.

Esploriamo i potenziali modi di rottura per trazione e taglio secondo ACI 318 Sezione 17.4. 

Si prega di esaminare la Verifica Dettagliata degli Ancoraggi, poiché rivela una non conformità nella prima pagina.  Questo ti informerà delle verifiche normative eseguite e di cosa esattamente non è conforme. Si raccomanda di adottare le misure necessarie per risolvere questo problema.

Analizzando le Verifiche degli Ancoraggi non conformi: 

• Il problema è causato dalla resistenza al cono di calcestruzzo degli ancoraggi.
• Questo problema può essere facilmente risolto in IDEA StatiCa Detail, basato sul metodo CSFM 3D. Aiuta a superare il modello di blocchi in calcestruzzo semplice non armato fessurato in IDEA StatiCa Connection.

4 Esportazione

L'applicazione sviluppata internamente IDEA StatiCa Connection ora dispone di un potente collegamento BIM verso Detail, che consente la progettazione e la verifica di blocchi in calcestruzzo armato con molteplici combinazioni.

Prerequisiti per l'esportazione: 

• Il modello deve essere pre-calcolato e i risultati inclusi

Vai alla scheda Verifica -> Verifica CA -> Salva.

L'esportazione è consentita solo per la topologia di ancoraggio. L'esportazione consente il trasferimento di:

• Il blocco in calcestruzzo
• Ancoraggi
• La piastra di base
• Carichi

Informazioni aggiuntive e parametri impostati in base alle corrispondenti impostazioni nel Connection:

• Trasferimento del taglio (tramite Ancoraggi, Chiavette a taglio e Attrito) 
• Materiale
• Tipo di ancoraggio: Post-installato (Adesivo) / Gettato in opera
• Tipo di ancoraggio all'estremità: Piastra rondella / Dritto / Piegato / Gancio / Anello
• Coefficiente di attrito

5 Progettazione

Questa sezione consente di modificare Elementi, Vincoli, Carichi e Combinazioni e l'assemblaggio dell'armatura.

Vincolo

Il terreno ha una certa rigidezza, che dovrebbe essere considerata per una progettazione precisa. Il Vincolo Superficiale abilita la rigidezza in tutte e tre le direzioni ed è impostato come inattivo per impostazione predefinita in trazione (non linearità al contorno).

• Si prega di prestare attenzione nell'effettuare ipotesi sulle condizioni al contorno. In caso di non linearità, se i momenti sono piuttosto elevati, il vincolo del blocco in calcestruzzo in trazione potrebbe ribaltarsi durante l'analisi, causando grandi rotazioni. Ciò potrebbe portare a un modello divergente a causa del moto rigido del corpo flessibile.

Poiché il nostro modello è un piedistallo su cui le barre si estendono fino alla fondazione a platea, procedi a deselezionare l'opzione di vincolo solo a compressione per la direzione Z. Ciò consentirà all'armatura continua di interconnettersi con la fondazione.

Dispositivi di trasferimento

Gli ancoraggi vengono importati da IDEA StatiCa Connection. È possibile selezionare due tipi di ancoraggi.

Ancoraggi gettati in opera: 

• Ancoraggi pre-installati con le stesse proprietà di aderenza delle barre di armatura

Ancoraggi post-installati (Adesivi):

• Ancoraggi post-installati (Adesivi/Chimici) con la possibilità di personalizzare la resistenza di aderenza in base alla resistenza di aderenza effettiva.

Modellazione dell'armatura in acciaio

Imposta il copriferro a 2 in, che verrà utilizzato come valore predefinito per l'armatura.

Inizia ad armare il piedistallo aggiungendo le barre. Seleziona Assemblaggio armatura(1)-->Gruppo di barre 3D(2) e compila i parametri. 

Ora dobbiamo aggiungere le restanti barre. Copia l'operazione e modifica i parametri cerchiati in rosso come mostrato di seguito.

Per aggiungere le staffe iniziali, aggiungi un nuovo gruppo di barre. I passaggi seguenti forniscono gli input necessari per i parametri. 

Copia l'operazione e modifica solo la Definizione della forma per aggiungere le restanti staffe al piedistallo.

L'ultima parte consiste nell'aggiungere l'armatura a taglio al piedistallo. In questo modello, aggiungeremo armatura a taglio per entrambe le direzioni.

Carichi e combinazioni

Le combinazioni vengono importate da IDEA StatiCa Connection.  Per ulteriori informazioni sui dettagli dell'importazione, segui il link - Importazione dell'ancoraggio da Connection a Detail.

Crea un caso di carico Peso proprio.

6 Verifica

Prima di eseguire l'analisi, si raccomanda vivamente di modificare il moltiplicatore della rete a due o tre per accelerare il calcolo. Questo passaggio non è obbligatorio, ma può ridurre i tempi di calcolo e aiutare a rilevare eventuali problemi di divergenza. Se tutto funziona correttamente e non si verificano problemi, è possibile tornare a un moltiplicatore di uno.

Risultati

Tensione principale equivalente

La tensione principale equivalente (EPS) nel calcestruzzo è determinata in base al comportamento volumetrico del blocco in calcestruzzo. Le aree che subiscono il carico maggiore vengono identificate ed evidenziate. Ulteriori informazioni sulla tensione principale equivalente sono contenute in questo articolo del background teorico.

Tensione nelle barre di armatura

Durante la Verifica dell'Armatura, le tensioni possono essere osservate per ciascuna armatura. È anche possibile modificare l'ordine dei risultati per visualizzare l'armatura più sollecitata. Dai risultati riorganizzati, è più rapido notare quali ancoraggi e armature sono maggiormente sfruttati.

Visualizzando lo sfruttamento dell'armatura, l'utente può vedere chiaramente quale armatura contribuisce al trasferimento del carico e alla prevenzione della rottura del cono di calcestruzzo. 

Ancoraggio

Verifica le impostazioni di Ancoraggio e attiva la Forza Totale negli Ancoraggi. Le forze negli ancoraggi possono variare leggermente a causa delle differenze negli approcci di calcolo per il blocco in calcestruzzo. Le differenze non sono tuttavia significative. 

Deformazioni

Passa ad Ausiliario e attiva la Deformazione.

Non è necessario eseguire una verifica delle deformazioni, ma è fortemente consigliato controllare la deformazione dopo l'analisi per assicurarsi che il modello non stia subendo grandi deformazioni, grandi rotazioni o che nessun elemento finito sia danneggiato. Ciò fornirà una panoramica dei risultati dell'analisi e aiuterà a identificare eventuali problemi che potrebbero essere emersi durante l'analisi.

7 Report

Infine, vai all'Anteprima/Stampa del Report. IDEA StatiCa offre un report completamente personalizzabile da stampare o salvare in formato modificabile.

Hai verificato l'intera progettazione del collegamento secondo AISC e ACI 318. La parte in acciaio è stata verificata in IDEA StatiCa Connection, e il blocco in calcestruzzo è stato sottoposto a verifica normativa in IDEA StatiCa Connection e Detail.