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.
Puoi leggere di più in Contesto teorico.
La ragione principale per cui è necessario modellare solo elementi in calcestruzzo armato nell'applicazione è che la resistenza a trazione del calcestruzzo è trascurabile. Tutta la tensione di trazione deve quindi essere trasferita dall'armatura.
La seconda ragione è: in IDEA StatiCa Detail 3D, la meccanica della frattura non viene utilizzata. Il modello non simula la propagazione esplicita delle fessure, né utilizza i parametri della 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 di compressione limite, la tensione rimane costante e solo le deformazioni continuano ad aumentare fino a un limite prescritto. Di conseguenza, Detail 3D può 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 esempio, la rottura a taglio puro del calcestruzzo semplice, la propagazione instabile di un'unica fessura dominante, ecc.).
In sintesi, i tuoi modelli devono rispettare la definizione di calcestruzzo armato presentata negli standard internazionali. Segui le regole di dettaglio e ottieni risultati corretti.
Stato Limite Ultimo
Tutti i calcoli e le verifiche normative sono implementati solo per lo SLU. La definizione dei materiali e il modo di calcolo stesso devono essere diversi per lo SLE. Puoi vedere questa differenza 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 simultaneamente fortemente fessurato in trazione, ovvero quando sono presenti grandi deformazioni trasversali a 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 a favore di sicurezza inferiore) se il risultato viene interpretato direttamente come la capacità ultima effettiva.
Per queste ragioni, il modulo 3D è adatto per essere utilizzato solo per verificare la resistenza dell'ancoraggio in semplici blocchi di calcestruzzo armato.
Sebbene sia possibile modellare, ad esempio, un plinto su pali utilizzando appoggi su una piccola area, la verifica non è affidabile perché l'effetto di irrigidimento (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 verificare le rotture in cui questo effetto non ha influenza.
Verifica dell'ancorante
L'elemento dell'ancorante è definito come in grado di trasferire forze normali di trazione o compressione, nonché forze di taglio, considerando anche la rigidezza flessionale come descritto nel Contesto teorico.
Supportiamo verifiche normative in base agli standard pertinenti (solo EN), pertanto IDEA StatiCa Detail può essere utilizzato in modo indipendente per la valutazione degli ancoranti (ancoranti, armatura, calcestruzzo).
Norme implementate: EN 1992-4, EN 1993-1-8, EN 1994-1-1
Per verificare altri componenti del giunto (saldature, piastre, ecc.), è necessario utilizzare IDEA StatiCa Connection, dove è possibile eseguire anche la verifica completa dell'ancorante per calcestruzzo semplice. L'ancoraggio in Connection — insieme alle forze applicate — può essere esportato in Detail per la progettazione aggiuntiva dell'armatura.
Per la normativa ACI e australiana, le verifiche normative degli ancoranti a taglio e a taglio e trazione combinati non sono ancora implementate, pertanto è sempre necessario utilizzare entrambe le applicazioni per verifiche normative complete degli ancoranti.
Ribaltamento
Se l'input del carico causa il ribaltamento del modello, il calcolo procederà fino alla divergenza o al raggiungimento di un criterio. Questo di solito richiede 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 consiglia di calcolare prima qualsiasi modello con il Moltiplicatore della dimensione di mesh predefinita impostato su un valore elevato (4-5). Questo moltiplicatore si trova in Impostazioni -> Impostazioni mesh. Il calcolo sarà rapido e sarà possibile verificare se il ribaltamento è il problema oppure no.
È necessario verificare se il peso proprio del blocco di calcestruzzo è incluso, poiché può impedire il ribaltamento del modello. Nota che quando si importa dall'applicazione Connection, il peso proprio non viene inserito automaticamente nel modello — vedi il testo sottostante 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. Questo si applica sia ai contatti di tipo bordo-superficie che a quelli di tipo superficie-superficie. Leggi di più in questo articolo.
Ancoraggio tramite elemento
Solo i modelli ancorati tramite la 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 ancoranti 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. Questo 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 ancoranti con gancio non sono supportati in Detail. Nel file esportato verrà utilizzata invece una piastra rondella.
La piastra rondella è modellata come un elemento plate-shell collegato direttamente al gambo dell'ancorante, trasferendo il carico al calcestruzzo esclusivamente tramite contatto di compressione. La piastra stessa è modellata linearmente, senza plasticità, e non è soggetta a verifiche di resistenza. Poiché il gambo ha resistenza di aderenza pari a zero, l'intero carico viene trasferito al calcestruzzo attraverso la piastra rondella. Ulteriori informazioni sui tipi di ancoranti sono disponibili nell'articolo: Definizione di ancorante singolo.
Combinazioni non supportate per i tipi di ancorante
L'applicazione Detail non supporta la combinazione di pioli con testa o armatura con altri tipi di ancoranti. Questi tipi di ancoranti 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 inseriti dall'utente
I carichi importati e i carichi inseriti dall'utente non possono essere combinati all'interno di un unico modello. Per le ragioni descritte nel Contesto teorico. Gli ancoranti 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: copia l'elemento di Progetto importato, elimina tutti i carichi importati, collega tra loro tutti gli ancoranti con la piastra di base, e a quel punto è possibile inserire il proprio caso di carico definito dall'utente.
Più blocchi di calcestruzzo
È supportato solo un 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 plinti, estensioni di travi rovesce di fondazione, ancoraggi vicino ad aperture, ecc.
È inoltre possibile importare due blocchi di calcestruzzo indipendenti da Connection, che vengono importati in Detail come due entità di modello che possono essere ulteriormente modificate utilizzando l'operazione di taglio.
Più di una piastra di base in un unico blocco
L'esportazione di più piastre di base in un unico blocco è supportata, anche se non è consigliato importare il cosiddetto ancoraggio di bordo.
Nell'applicazione Connection, il calcestruzzo viene modellato in modo semplificato utilizzando il letto di Winkler. D'altra parte, il modello della parte in acciaio sopra il blocco di calcestruzzo viene 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 ancoranti e i carichi verso l'applicazione Detail. Lì, il calcestruzzo viene modellato in modo plastico.
Gli ancoranti vengono esportati scollegati assialmente, e il carico tra di essi viene sostituito da una coppia di forze uguali ma opposte (proprio a causa della mancanza di rigidezza della parte in acciaio sopra la piastra di base). Pertanto, non è possibile che le forze assiali negli ancoranti 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 ma opposte. Pertanto, non può verificarsi alcun cambiamento nella 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 attuale 25.1.2. Può differire nelle versioni precedenti, poiché stiamo lavorando gradualmente per rimuovere queste limitazioni. Puoi trovare maggiori informazioni su ciascuna versione nelle note di rilascio.