Algemene verankeringsvormen en opties

Hoe een staal-betonverbinding te modelleren

De eerste optie is het modelleren van de verankering met behulp van onze verbindingswizard die opties biedt voor moment- en afschuifverbindingen, voetstukken met of zonder versteviging.

De tweede manier om een voetstuk te modelleren is met de grondplaatbewerking. Deze benadering is specifiek bedoeld voor scenario's waarbij de voetplaat loodrecht op het verankerde element staat. Bij gebruik van deze functie worden ankers automatisch gegenereerd. Bovendien kan de vorm van de voetplaat worden aangepast in de Editor, waardoor aanpassingen mogelijk zijn zoals het maken van voetplaten met ronde randen om aan specifieke ontwerpwensen te voldoen en het specificeren van sleufgaten voor ankers.

Voor situaties waarbij de voetplaat niet loodrecht op het verankerde element staat, vereist het modelleerproces een andere aanpak. In deze gevallen moet je de Stiffening plate functie gebruiken om de basisplaat te modelleren en de Fastener grid of Contact functie om de ankers te definiëren. De verstijvingsplaat wordt in de vereiste hoek en locatie geplaatst en het bevestigingsraster moet worden aangepast aan het type Anker. Vervolgens wordt het aantal verbonden items gewijzigd in één en wordt de verstijvingsplaat gedefinieerd als het geselecteerde item.

Als de verbinding al is gemodelleerd in CAD-software, kunt u het verankeringsontwerp importeren met behulp van BIM-links.

Voorbeeld van algemene verankering met de verstijvingsplaat

Bekijk de opname om te leren hoe je een aangepaste verticale voetplaat van een balkonreling in een betonnen plaat ontwerpt.

Betonblok

De betonnen fundering is beperkt tot een rechthoekige vorm, maar de afmetingen kunnen worden aangepast met behulp van offset-waarden voor elke rand. Het invoeren van een enkele waarde creëert een uniforme offset rond de omtrek van de verankerde doorsnede. Het invoeren van twee waarden past symmetrische offsets toe in twee richtingen. Bij het invoeren van vier waarden worden de offsets voor elke rand afzonderlijk toegepast om gemakkelijk een asymmetrische verankering te verkrijgen.

Met de parameter offset kun je een rechthoekig betonblok, een funderingsband, een betonnen muur, een balk, een kolom, een plafond of een hellend element maken.

Je kunt ook een gedeeltelijk ondersteunde voetplaat maken door negatieve (-) offsetwaarden in te voeren. Door bijvoorbeeld een negatieve waarde in te voeren voor een randverschuiving kunt u een grondplaat maken die over een betonblok is uitgeschoven of een stalen balk modelleren die op een betonblok rust met slechts een deel van de flens in contact.

Bekijk de modellering van verschillende varianten van betonblokken en verankeringsconfiguraties.

Typen verankeringen

In IDEA StatiCa kunnen verschillende typen ankerbouten worden ontworpen. Je kunt kiezen uit rechte ankers, kopankers (ronde of rechthoekige sluitplaten) en gehaakte ankerbouten. De lengte, diameter en het materiaal van de bevestigingsmiddelen kan worden aangepast.

Rechte ankers worden automatisch als post-geïnstalleerd beschouwd en ankers met sluitplaten en haken worden als ingegoten beschouwd, wat een verschil maakt tussen de vereiste normcontroles.

Om ankers van Hilti's hardware te ontwerpen kun je de Hilti PROFIS plugin in Checkbot gebruiken. Dit maakt gegevensoverdracht mogelijk van ondersteunde FEA- en CAD-software van derden naar Hilti PROFIS Engineering Suite via het gratis Checkbot. Leer hoe u de Hilti PROFIS Engineering Suite plugin gebruikt.

Schuiftransfer

Er zijn drie opties voor het overbrengen van de afschuiving van het verankerde element naar het funderingsblok: wrijving, afschuining of ankers. De overdracht van de afschuiving gebeurt altijd uitsluitend via een van de opties en kan niet worden gecombineerd.

De standaardoptie is het overbrengen van de afschuiving via wrijving tussen de grondplaat en de groutlaag, weergegeven door de wrijvingscoëfficiënt die kan worden aangepast aan het type grout in Projectinstellingen. De wrijvingscoëfficiënt beïnvloedt de ontwerpwrijvingsweerstand.

Een andere optie voor het overbrengen van afschuiving is via een afschuiflamel. Dit element bestaat uit een algemeen stalen element dat aan de onderkant van de bodemplaat is gelast. De afschuifnok wordt bepaald door de lengte, de stalen inbedding kan excentrisch worden geplaatst en ook worden gedraaid. De normcontrole van de afschuifgroef wordt uitgevoerd door de staalweerstand van de afschuifgroef en de betonnen draagweerstand.

Een andere optie voor het overbrengen van afschuiving in de IDEA StatiCa verbinding is via ankers.

De laatste optie is Sliding wat een schuivend scharnier (rol) voorstelt dat alleen geïmplementeerd is voor berekeningen in IDEA StatiCa Lid. Voor modellering alleen in Connection moet de optie niet worden gebruikt.

Stand-off

Er zijn 3 manieren om de verbinding van een voetplaat met een funderingsblok te modelleren. De eerste en tevens standaardoptie is een directe zonder ruimte tussen twee elementen. Een andere optie is een mortelvoeg (grout) met instelbare dikte. In deze gevallen moet je goed opletten dat je de werkelijke waarde van een wrijvingscoëfficiënt tussen de voetplaat, specie en betonnen voet instelt in Projectinstellingen. De standaardwaarde is 0,25. De laatste optie is een opening om direct contact tussen de voetplaat en het betonblok te voorkomen om corrosie te voorkomen.

De krachten worden bepaald met behulp van eindige-elementenanalyse. Het buigmoment van ankers met stand-off is afhankelijk van de stijfheidsverhouding van de ankers en de voetplaat.

Verankering aan meerdere betonblokoppervlakken

IDEA StatiCa Connection ondersteunt verankering op meerdere betonblokoppervlakken, waardoor de modelleringsmogelijkheden voor complexe voetplaatconfiguraties aanzienlijk worden uitgebreid. Ontwerpers kunnen nu verankeringen definiëren op twee vlakken van een enkel betonblok, waardoor een nauwkeurige weergave van real-world verbindingsdetails mogelijk is, zoals elementen die verankerd zijn op zowel horizontale als verticale vlakken.

Hierdoor zijn tijdrovende workarounds met verstijvingsplaten, handmatige uitsnedes of simulaties van meerdere blokken niet meer nodig en is het gedrag van verankeringen consistent en traceerbaar voor alle ontwerpcodes.

Definieer de basisplaat op een bepaald oppervlak

Bij Base Plate kun je kiezen tussen het maken van een nieuw blok of het selecteren van een bestaand blok. In het geval van een bestaand blok is er een nieuwe optie om het oppervlak te specificeren. Oppervlakken worden op dezelfde manier genummerd als in de Detail app.

Voor het Bevestigingsraster of Contactbewerking is een nieuwe logica geïmplementeerd. Als de plaat waarnaar verwezen wordt zich op de voorkant van het betonblok bevindt en de bewerking is ingesteld op Ankers, wordt de oppervlakte automatisch herkend en gebruikt voor het maken van het ondergrondmodel.

Wanneer een bestaand blok wordt geselecteerd, worden de ankereigenschappen (Offset, Depth, Shear force transfer, Stand-off) automatisch hergebruikt.

Lokaliseer de verstijvingsplaat op het oppervlak

Er is ook een nieuwe optie voor de verstijvingsplaat - de oorsprong kan nu worden gedefinieerd op het bestaande blok beton. Wanneer deze optie is geselecteerd, wordt de verstijvingsplaat automatisch op het geselecteerde betonblok en zijn oppervlak geplaatst. De locatie is in het midden van het oppervlak.

Standaard worden de ankercontroles gemarkeerd als mislukt door de interactie van de voetplaten, wat niet wordt gecontroleerd in de Verbindingsapp.

Je kunt deze status wijzigen in de Projectinstellingen en de Betonuitbreekweerstand wijzigen in Geen. In dit geval wordt uitgegaan van zowel trek- als afschuifwapening in het betonblok en worden de betoncontroles niet uitgevoerd.

De staalcontroles blijven geldig en gebruikers kunnen het model exporteren naar Detail voor geavanceerde betoncontroles. De software herverdeelt de krachten automatisch op basis van de ankerstijfheid, de stijfheid van de drukondergrond en de belastingpaden, zodat ingenieurs kritieke voorwaarden voor lastoverdracht handmatig kunnen onderzoeken en valideren.

Verstijvers

Voor extra sterkte kunnen verstijvers worden toegevoegd aan het verbonden element. Dit kan met de Rib-bewerking die geschikt is voor gevallen waarin verstijvers worden toegepast op een enkele plaat (lijf/flens). Als alternatief kun je met de Widener functie verstijvers toewijzen aan meerdere delen van de doorsnede.

Code-controle ankers

Meer details over de codecontrole van ankers vindt u hieronder:

• Codecontrole van ankers - Eurocode
• Codecontrole van ankers - AISC
• Codecheck van ankers - Australische normen
• Codecheck van ankers - Canadese normen

Niet alle normcontroles van ankers worden uitgevoerd in de IDEA StatiCa Connection-toepassing vanwege beperkingen die voortvloeien uit de configuratie van de ankers.

Codecontrole van betonblokken

Meer details over de codecontrole van betonblokken vindt u hieronder:

• Codecontrole van betonblokken - Eurocode
• Codecontrole van betonblokken - AISC
• Code-check van betonblokken - Australische normen
• Code-check van betonblokken - Canadese normen

Codecontrole gescheurd beton of ongescheurd beton

In de Code setup kan je de betoninstelling op ongescheurd zetten, wat de capaciteit voor ankercodecontroles verhoogt. Voor EN-normen heeft dit invloed op de Beton opblaasweerstand als parameter k5_en Beton kegelweerstand als parameter _k1. Voor AISC-normen beïnvloedt dit de betonnen uitbreeksterkte en parameter Ψc_,N. Het beton is standaard ingesteld op gescheurd, maar kan worden gewijzigd in ongescheurd in de Projectinstellingen.

De controle op het uitbreken van de betonnen kegel (pull-out) uitschakelen

Speciale gevallen van het verankeren van stalen liggers of kolommen aan slanke betonblokken, zoals bij betonnen muurranden, vormen vooral een uitdaging bij de beoordeling van het uitbreken van de betonnen kegel. In deze scenario's is de betonnen kegel onvoldoende, waardoor een alternatieve benadering moet worden gebruikt.

In IDEA StatiCa Connection kunt u de controle van de weerstand tegen betonuitbraak uitschakelen in de Code setup en kiezen uit de volgende opties:

• Beide - Zowel trek- als dwarskrachten worden meegenomen in de codecontrole.
• Spanning - Er wordt alleen rekening gehouden met trekkrachten en de dwarskrachten worden verondersteld te worden gedragen door wapening.
• Afschuiving - Er wordt alleen rekening gehouden met afschuifkrachten en de trekkrachten worden verondersteld te worden gedragen door wapening.
• Geen - Alle krachten worden verondersteld te worden gedragen door wapening.

Voor alle opties behalve Beide, specificeert het rapport expliciet de krachten die moeten worden gedragen door de wapening van het betonblok om een bevredigend ontwerp te bereiken.

Betoncontrole - geavanceerde methode

Volgens de vorige instelling kunnen de controles voor het betonblok onbevredigend zijn zonder wapening. In dergelijke gevallen heb je de optie om de volledige verankering te exporteren naar de toepassing Detail voor verdere analyse en ontwerpaanpassingen. De 3D-module maakt een nauwkeurige analyse van zowel de aanvullende wapening als het betonblok mogelijk.

Meer algemene informatie over Detail als oplossing voor verankeringen vind je in het artikel 3D Detail uit bèta.