Collegamento BIM da Connection a Detail - Ancoraggio con due tipi di ancoraggio (EN)

Si noti che questo progetto reale utilizza una geometria ottimizzata che potrebbe far scattare i warning di dettaglio standard EN. Abbiamo mantenuto i parametri originali per autenticità. Vedi la figura sottostante.

Se si desidera saltare la progettazione della connessione in IDEA Connection e procedere direttamente all'analisi in Detail 3D, scaricare il file del Detail 3D e continuare al Capitolo 5.

1 Nuovo progetto

Eseguite IDEA StatiCa Connection. Tutto inizia dalla scheda Acciaio.

Regolare le impostazioni predefinite per i Materiali e fare clic su Crea un progetto vuoto.

2 Disegno

Dopo aver creato un disegno vuoto, modificare la sezione trasversale di un elemento in UB 610 x 305 x 238.

Ora, aggiungere un'altra operazione di produzione e selezionare la piastra di base.

Continuare con l'operazione successiva e scegliere una griglia di fissaggio o un contatto per produrre una borchia con testa.

Aggiungere un'altra griglia di fissaggio o un contatto per produrre ancoraggi di rinforzo.

Modificare la rotazione dell'armatura nell'operazione GRD2 selezionando Editor.

Aggiungere un piatto di irrigidimento.

Saldare il piatto di irrigidimento alla piastra di base utilizzando l'operazione di saldatura generica o contatto .

Aggiungere l'operazione Taglio dell'elemento.

Aggiungere l'ultima operazione nella connessione: Griglia di Fissaggi o Contatto.

Modificare il parametro Forze in per impostare la posizione della cerniera.

Inserire le forze interne per l'ancoraggio con carico biassiale.

• Nota: per questo progetto di trave utilizzeremo solo il carico di taglio. Per semplificare il tutorial, è stata esclusa la forza di vincolo della combinazione accidentale SLU, che è stata considerata nel progetto reale.

3 Verifica

Passare alla scheda, Verifica -> Calcola. La verifica in accordo al codice mostra la modalità di rottura degli ancoraggi. Per impostazione predefinita, si presume che il blocco di calcestruzzo sia fessurato.

Esploriamo i risultati. Selezionare Sollecitazione equivalente, Forza del bullone, Mesh, Deformata e Ancoraggi. In generale, la tabella mostra quali ancoraggi sono verificati e quali no.

Esaminiamo ora i dettagli degli ancoraggi che non soddisfano la verifica per identificare quali verifiche in accordo al codice sono soddisfatte e quali no.

Motivo del non superamento della verifica dell'ancoraggio:

• Secondo la norma EN 1992-4, Cl. 1.2(4), la progettazione di gruppi di ancoraggio contenenti diversi tipi di ancoraggio non rientra nel campo di applicazione della norma. Di conseguenza, la verifica del codice fallisce per impostazione predefinita. Per verificare correttamente questa configurazione, è necessaria un'analisi dettagliata con il modulo Detail 3D.
• Questa limitazione può essere facilmente risolta in Detail 3D, grazie al metodo CSFM, che sostituisce la valutazione analitica semplificata di Connection con una rigorosa analisi 3D delle tensioni e delle deformazioni.

Armatura supplementare (EN 1992-4 - 7.2.1.9; 7.2.2.6):

• La verifica analitica secondo codice non è superata per la rottura conica del calcestruzzo, richiedendo un'armatura supplementare per trasferire l'intero carico di trazione (356,3 kN) e di taglio (400,0 kN). Questo aspetto è critico a causa della configurazione "mista" degli ancoraggi.
• Questa limitazione può essere facilmente risolta nel Detail  3D per confermare l'efficienza dell'armatura. Se si controlla manualmente, si assume una capacità del calcestruzzo pari a zero e ci si assicura che l'area di armatura copra le forze totali riportate.

Profondità di ancoraggio (EN 1992-1-1 - Equazione 8.6)

• L'avvertenza relativa all'insufficiente profondità di ancoraggio compare perché questa esercitazione rappresenta un esempio reale con una parete sottile e ancoraggi poco profondi. L'integrità strutturale del progetto è dimostrata ulteriormente nell'applicazione Detail.

4 Esportazione

Prerequisiti per l'esportazione:

• Il modello deve essere calcolato e i risultati devono essere inclusi.

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

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

• Blocco di calcestruzzo
• Ancoraggi
• Piastra di base
• Carichi

Informazioni e parametri aggiuntivi che vengono impostati in base alle corrispondenti impostazioni in Connection:

• Trasferimento a taglio (tramite Ancoraggi, Ferro a taglio e Attrito)
• Materiale
• Tipo di ancoraggio: Post installato (chimico) / Gettato in opera
• Tipo di ancoraggio all'estremità: Rondella / Diritto / Gancio / Headed studs
• Coefficiente di attrito
  

5 Progetto

Questa sezione consente di modificare gli elementi, i supporti, i carichi e le combinazioni e di aggiungere un gruppo di armature.

Supporto

In questo esempio, la connessione è ancorata a una parete continua su tutti i lati. Per tali sottomodelli, si utilizzano supporti rigidi con armatura continua. Questa configurazione simula la continuità della parete, consentendo il trasferimento della trazione nonostante le impostazioni di sola compressione, senza richiedere complesse definizioni di rigidezza.

Applichiamo i supporti al modello:

Dispositivi di trasferimento

Gli ancoraggi sono importati da IDEA StatiCa Connection. Poiché il progetto utilizza due tipi di ancoraggio diversi, separeremo il trasferimento del carico per garantire un comportamento sicuro e prevedibile. Questo approccio si allinea alla pratica ingegneristica standard del Regno Unito per risolvere la limitazione della norma EN 1992-4 (Cl. 1.2(4)), che esclude i gruppi di ancoraggio misti dal campo di applicazione della norma. Assegnando il taglio e la trazione a gruppi di ancoraggi specifici, creiamo un percorso di carico verificato conforme ai requisiti di sicurezza.

Ancoraggi SF1 - SF6: Abilitare Attivo per il trasferimento del taglio e disabilitare Attivo per il trasferimento delle forze assiali.

Ancoraggi di rinforzo SF7 - SF10: fare il contrario - disabilitare Attivo per il trasferimento del taglio e abilitare Attivo per il trasferimento delle forze assiali.

Se si progetta una fondazione da zero nell'applicazione Detail, entrambe le opzioni sono abilitate per impostazione predefinita. Quando si trasferisce il taglio, è necessario determinare quali ancoraggi resisteranno alla forza e selezionarli di conseguenza. Ciò è conforme ai requisiti EN, che specificano che il taglio deve essere assegnato solo agli ancoraggi efficaci per la verifica della rottura del bordo del calcestruzzo.

Armature

Aumentiamo l'altezza e la larghezza del blocco di calcestruzzo. In questo modo si ottiene una visione più chiara del modello e si può osservare il profilo completo delle tensioni lungo le armature.

Impostare il copriferro del calcestruzzo a 30 mm; questo sarà il valore predefinito per l'armatura. Inoltre, impostare il tipo di ancoraggio predefinito per le barre longitudinali e le staffe.

Prima di definire l'armatura, disattivare il pulsante Armature. In questo modo sarà visibile solo il gruppo di barre specifico che si sta selezionando, mantenendo la vista pulita e ordinata.

Inserire quindi un nuovo Gruppo di barre 3D (o copiare quello esistente) per creare l' armatura orizzontale longitudinale continua (armatura principale su entrambe le superfici).

Duplicare l'operazione per aggiungere l'armatura verticale continua su entrambe le superfici e regolare le impostazioni come mostrato di seguito.

Secondo i calcoli strutturali, non è necessaria un'ulteriore armatura a taglio al di fuori del perimetro di taglio. Pertanto, i passaggi seguenti si concentrano esclusivamente sulla creazione dell'armatura a taglio all'interno del perimetro di taglio in base al progetto originale.

Aggiungete un altro elemento selezionando nuovamente Armatura > Gruppo di barre 3D e modificate le Proprietà.

Duplicare l'operazione GB3D3 e aggiornare le opzioni sottostanti per definire l'armatura a taglio.

Procedere copiando l'operazione GB3D4 e modificando i parametri.

Copiare ora l'operazione GB3D5 e modificarne le impostazioni per soddisfare i requisiti del perimetro di taglio.

Riutilizzare l'operazione GB3D3 copiandola e modificandone i valori.

Copiare l'operazione GB3D7 e modificarne le opzioni.

Creare un'altra copia dell'operazione GB3D5 e applicare le modifiche seguenti.

Infine, copiare l'operazione GB3D9 e aggiornare le opzioni di armatura finale.

Carichi e combinazioni

Le combinazioni sono importate da IDEA StatiCa Connection. Tutte le conseguenze di rilievo sono menzionate
in questo articolo.

Aggiungiamo il peso proprio:

Creare una combinazione con Peso proprio e aggiungere il coefficiente di Peso proprio = 1,35 in accordo al  codice EN 1991-1-1

6 Verifica

Prima di eseguire l'analisi, si consiglia di modificare il moltiplicatore Mesh a 2 o 3 per accelerare il calcolo. Anche se questo passaggio non è obbligatorio, riduce significativamente il tempo di calcolo e aiuta a individuare tempestivamente potenziali problemi di divergenza. Se l'analisi si svolge senza problemi, è possibile riportare il moltiplicatore di mesh a 1 per i risultati finali.

Risultati

Tensione principale equivalente

La tensione principale equivalente (EPS) nel calcestruzzo viene determinata in base al comportamento triassiale del blocco di calcestruzzo. Vengono identificate ed evidenziate le aree che subiscono i carichi più elevati. Per comprendere l'effetto del confinamento rispetto alla compressione uniassiale, la sollecitazione equivalente viene calcolata utilizzando il fattore kappa.

Deformazione plastica

Per esaminare il comportamento interno del blocco di calcestruzzo, passare alla vista Deformazione plastica (ε_pl) . Usare il pulsante + Nuovo per creare sezioni e regolare la definizione del piano (posizione e rotazione) nella finestra delle proprietà per tagliare le aree critiche. In questo modo si evidenziano i punti in cui il calcestruzzo subisce una deformazione plastica. È possibile salvare queste viste nella Galleria per la relazione finale. Ulteriori informazioni sono disponibili in questo articolo.

Tensioni nelle armature

I risultati visualizzano il rapporto σ_s / σ_{s; yield} (sollecitazione su resistenza allo snervamento), identificando le barre più utilizzate tramite una scala di colori. I valori dettagliati di sollecitazione, deformazione e utilizzo per tutti i gruppi di barre sono elencati nella scheda Armatura.

Risultati dettagliati simili sono disponibili anche per gli ancoraggi.

Ancoraggio

Ricontrollare le impostazioni di Ancoraggio e attivare la Forza totale negli ancoraggi (F_tot). Le forze negli ancoraggi possono variare leggermente a causa delle differenze negli approcci di calcolo per il blocco di calcestruzzo. Le differenze non sono comunque significative.

La scheda Ancoraggio verifica la tensione di aderenza tra l'armatura e il calcestruzzo. Si assicura che la lunghezza di ancoraggio prevista sia sufficiente a trasferire le forze. La verifica confronta la tensione di aderenza effettiva (τ_b) con la tensione di aderenza ultima (f_bd) per evitare il cedimento per strappo. È possibile visualizzare questi risultati separatamente per l'armatura e gli ancoraggi.

Deformazioni

Passare alla scheda Ausiliario e attivare Deformazioni. Sebbene i limiti di deformazione non siano prescritti per l'SLU (Stato Limite Ultimo), la revisione della forma deformata è una verifica fondamentale. Assicura che il modello sia stabile e non subisca spostamenti o rotazioni non realistici (ad esempio, a causa di elementi scollegati). Questa ispezione visiva aiuta a identificare rapidamente qualsiasi potenziale problema di modellazione.

7 Relazione

Infine, andate su Relazione -> Dettagliata -> Genera. IDEA StatiCa offre un rapporto completamente personalizzabile da stampare o salvare in formato modificabile.

È stata eseguita una verifica completa del progetto secondo le norme EN 1993-1-8 (giunti in acciaio), EN 1992-4 (ancoraggi) e EN 1992-1-1 (strutture in calcestruzzo). Il giunto in acciaio e l'ancoraggio sono stati verificati in IDEA StatiCa Connection, mentre l'integrità del blocco in calcestruzzo e l'armatura sono stati analizzati in IDEA StatiCa Detail utilizzando il metodo CSFM conforme alla EN 1992-1-1.