Limitazioni note per Detail 3D
Introduzione
All'inizio di questo testo definiamo a cosa serve l'applicazione. Nella versione attuale, abbiamo sviluppato strumenti e verificato la soluzione solo per l'ancoraggio di strutture in acciaio in semplici blocchi di calcestruzzo armato.
Il testo seguente è diviso in due parti: limitazioni dell'applicazione e del metodo stesso, e limitazioni dell'importazione da IDEA StatiCa Connection.
Limitazioni dell'applicazione
Calcestruzzo armato
Il CSFM 3D non è progettato per calcestruzzo semplice o calcestruzzo debolmente armato. In questo caso, il risultato del calcolo può portare a risultati fuorvianti o alla divergenza del calcolo non lineare.
Per ulteriori informazioni, consultare il Background teorico.
Il motivo principale per cui nell'applicazione devono essere modellati solo elementi in calcestruzzo armato è che la resistenza a trazione del calcestruzzo è trascurabile. Tutte le tensioni di trazione devono quindi essere trasferite dall'armatura.
Il secondo motivo è: in IDEA StatiCa Detail 3D non viene utilizzata la meccanica della frattura. Il modello non simula la propagazione esplicita delle fessure, né impiega i parametri di meccanica della frattura del calcestruzzo (G_f, K_IC, forma della superficie di frattura). Il calcestruzzo è modellato come un materiale duttile con un ramo plastico orizzontale in compressione – una volta raggiunta la tensione limite di compressione, la tensione rimane costante e solo le deformazioni continuano ad aumentare fino a un limite prestabilito. Di conseguenza, Detail 3D è in grado di cogliere la ridistribuzione plastica di tensioni e deformazioni nelle regioni D, ma non modella esplicitamente i meccanismi di rottura fragile governati dalla meccanica della frattura (ad es., rottura a taglio puro del calcestruzzo semplice, propagazione instabile di una singola fessura dominante, ecc.).
In sintesi, i modelli devono essere conformi alla definizione di calcestruzzo armato presentata nelle normative internazionali. Seguire le regole di dettaglio e ottenere risultati corretti.
Stato Limite Ultimo
Tutti i calcoli e le verifiche normative sono implementati solo per SLU. La definizione dei materiali e il metodo di calcolo stesso devono essere diversi per SLE. Questa differenza è visibile in Detail 2D.
Ammorbidimento a compressione
Prima di tutto, definiamo cos'è l'ammorbidimento a compressione: il calcestruzzo in compressione perde resistenza e rigidezza quando è contemporaneamente fortemente fessurato a trazione, ovvero quando sono presenti grandi deformazioni principali trasversali di trazione.
Nei casi in cui la resistenza è governata da un puntone compresso (diagonale compressa) che attraversa calcestruzzo fortemente fessurato, Detail 3D tende a sovrastimare la capacità (ovvero a essere leggermente non conservativo) se il risultato viene interpretato direttamente come la capacità ultima effettiva.
Per questi motivi, il modulo 3D è adatto solo per verificare la resistenza dell'ancoraggio in semplici blocchi di calcestruzzo armato.
Sebbene sia possibile modellare, ad esempio, una platea su pali utilizzando vincoli su una piccola area, la verifica non è affidabile perché l'effetto di ammorbidimento diventa significativo, in particolare nei problemi legati al punzonamento. La stessa situazione può verificarsi nel caso di una soletta sottile con una colonna posizionata su di essa, e in altri casi simili.
Per queste situazioni, è necessario implementare l'ammorbidimento del calcestruzzo, attualmente disponibile solo nel modulo 2D. Pertanto, il modulo 3D può essere utilizzato solo per la verifica di rotture in cui questo effetto non ha influenza.
Verifica degli ancoraggi
L'elemento dell'ancoraggio è definito come in grado di trasferire forze normali di trazione o compressione nonché forze di taglio, tenendo conto anche della rigidezza flessionale come descritto nel Background teorico.
Sono supportate le verifiche normative secondo le normative pertinenti (solo EN), pertanto IDEA StatiCa Detail può essere utilizzato in modo indipendente per la valutazione degli ancoraggi (ancoraggi, armatura, calcestruzzo).
Normative implementate: EN 1992-4, EN 1993-1-8, EN 1994-1-1
Per la verifica di altri componenti del giunto (saldature, piastre, ecc.), è necessario utilizzare IDEA StatiCa Connection, dove è possibile eseguire anche la verifica completa dell'ancoraggio per calcestruzzo semplice. L'ancoraggio in Connection — insieme alle forze applicate — può essere esportato in Detail per la progettazione aggiuntiva dell'armatura.
Per ACI e normativa australiana le verifiche normative degli ancoraggi a taglio e a taglio e trazione non sono ancora implementate, pertanto è sempre necessario utilizzare entrambe le applicazioni per verifiche normative complete degli ancoraggi.
Ribaltamento
Se il carico applicato causa il ribaltamento del modello, il calcolo proseguirà fino alla divergenza o al raggiungimento di un criterio. Questo richiede solitamente molto tempo e si ottiene il seguente risultato:
Viene visualizzata la percentuale del carico trasferito. Inoltre, nei risultati ausiliari viene mostrata la deformazione estrema.
Soluzione alternativa: Si raccomanda di calcolare qualsiasi modello inizialmente con il Moltiplicatore della dimensione predefinita della rete impostato su un valore elevato (4-5). Questo moltiplicatore si trova in Impostazioni -> Impostazioni rete. Il calcolo sarà rapido e sarà possibile verificare se il ribaltamento è il problema o meno.
È necessario verificare se il peso proprio del blocco di calcestruzzo è incluso, poiché può impedire il ribaltamento del modello. Si noti che durante l'importazione dall'applicazione Connection, il peso proprio non viene inserito automaticamente nel modello — vedere il testo seguente per i dettagli.
Limitazioni dell'importazione da Connection
Contatti
In generale, l'importazione delle forze agenti sulla piastra di base attraverso il contatto con un'altra piastra in acciaio non è supportata. Ciò si applica sia al tipo di contatto bordo-superficie che al tipo superficie-superficie. Per ulteriori informazioni, consultare questo articolo.
Ancoraggio tramite elemento
Solo i modelli ancorati tramite piastra di base possono essere importati correttamente nell'applicazione Detail. Per i modelli in cui gli elementi sono collegati direttamente ai blocchi di calcestruzzo, la piastra di collegamento dell'elemento con gli ancoraggi viene importata senza carichi.
Il peso proprio non viene aggiunto automaticamente
Il peso proprio non viene calcolato/aggiunto automaticamente. Deve essere incluso manualmente nel progetto per Detail. Ciò può influire principalmente sulla verifica dell'ancoraggio alle fondazioni, dove la mancata considerazione del peso proprio potrebbe portare al ribaltamento della fondazione, come menzionato nel paragrafo precedente.
Tipi di ancoraggio non supportati per l'esportazione
Gli ancoraggi con gancio non sono supportati in Detail. Al loro posto verrà utilizzata una piastra rondella nel file esportato.
La piastra rondella è modellata come un elemento piastra-guscio direttamente collegato all'asta dell'ancoraggio, trasferendo il carico al calcestruzzo esclusivamente attraverso il contatto per compressione. La piastra stessa è modellata linearmente, senza plasticità, e non è soggetta a verifiche di resistenza. Poiché l'asta ha resistenza di aderenza nulla, l'intero carico viene trasferito al calcestruzzo attraverso la piastra rondella. Ulteriori informazioni sui tipi di ancoraggio sono disponibili nell'articolo: Definizione del singolo ancoraggio.
Combinazioni non supportate per i tipi di ancoraggio
L'applicazione Detail non supporta la combinazione di pioli con testa o armatura con altri tipi di ancoraggio. Questi tipi di ancoraggio non saranno inclusi nell'output. Ulteriori informazioni sulle opzioni delle piastre sono disponibili nell'articolo: Opzioni delle piastre di ancoraggio.
Combinazione di carichi importati e carichi definiti dall'utente
I carichi importati e i carichi definiti dall'utente non possono essere combinati all'interno di un unico modello. Per i motivi descritti nel Background teorico. Gli ancoraggi vengono importati scollegati dalle piastre di base. Se si crea un caso di carico definito dall'utente, è evidente che il carico non verrà trasferito correttamente.
Soluzione alternativa: Copiare l'elemento Progetto importato, eliminare tutti i carichi importati, collegare tutti gli ancoraggi alla piastra di base, quindi è possibile inserire il caso di carico definito dall'utente.
Più blocchi di calcestruzzo
È supportato un solo blocco di calcestruzzo in Detail. Tuttavia, il blocco di calcestruzzo può essere modificato utilizzando il Volume negativo, il Piano di taglio e l'operazione di taglio. È quindi possibile modellare forme più complesse come piedistalli, estensioni di fondazioni a nastro, ancoraggio in prossimità di aperture, ecc.
È anche possibile importare due blocchi di calcestruzzo indipendenti da Connection, che vengono importati in Detail come due entità del modello che possono essere ulteriormente modificate utilizzando l'operazione di taglio.
Più di una piastra di base in un blocco
L'esportazione di più piastre di base in un blocco è supportata, sebbene non sia raccomandato importare il cosiddetto ancoraggio di bordo.
Nell'applicazione Connection, il calcestruzzo è modellato in modo semplificato utilizzando il modello di Winkler. D'altra parte, il modello della parte in acciaio sopra il blocco di calcestruzzo è modellato in dettaglio, inclusa la plasticità dei materiali. Per una verifica più dettagliata del calcestruzzo armato sotto la piastra di base, è possibile esportare la piastra di base, gli ancoraggi e i carichi nell'applicazione Detail. Lì, il calcestruzzo è modellato plasticamente.
Gli ancoraggi vengono esportati assialmente scollegati e il carico tra di essi viene sostituito da una coppia di forze uguali e opposte (precisamente a causa della mancanza di rigidezza della parte in acciaio sopra la piastra di base). Pertanto, non è possibile che le forze assiali negli ancoraggi cambino se lo strato di copertura nell'angolo del blocco di calcestruzzo diventa plastico. Analogamente, le saldature delle piastre di base vengono esportate scollegate, con il collegamento sostituito da forze uguali e opposte. Pertanto, non può esserci alcuna variazione della tensione sulla saldatura in caso di plasticizzazione dell'angolo di calcestruzzo.
Ne consegue che dopo l'esportazione, sebbene tutte le forze agenti sulle piastre di base siano in equilibrio, le condizioni di deformazione non saranno soddisfatte.
Si applica alla versione corrente 25.1.2. Potrebbe differire nelle versioni precedenti, poiché stiamo gradualmente lavorando per rimuovere queste limitazioni. Ulteriori informazioni su ciascuna versione sono disponibili nelle note di rilascio.