Bekende beperkingen voor Detail 3D

Inleiding

Laten we aan het begin van deze tekst definiëren waar de toepassing voor is. In de huidige versie hebben we alleen hulpmiddelen ontwikkeld en de oplossing geverifieerd voor het verankeren van staalconstructies in eenvoudige blokken gewapend beton.

De volgende tekst is verdeeld in twee delen: beperkingen van de toepassing en methode zelf, en beperkingen van de import uit IDEA StatiCa Connection.

Beperkingen van de toepassing

Gewapend beton

De 3D-CSFM is niet ontworpen voor gewapend beton of licht gewapend beton. In dit geval kan het resultaat van de berekening leiden tot misleidende resultaten of afwijken van de niet-lineaire berekening.

Je kunt meer lezen in Theoretische achtergrond.

De belangrijkste reden waarom alleen elementen van gewapend beton gemodelleerd moeten worden in de toepassing is dat de treksterkte van beton verwaarloosbaar is. Alle trekspanning moet daarom worden overgebracht door wapening.

De tweede reden is: In IDEA StatiCa Detail 3D wordt breukmechanica niet gebruikt. Het model simuleert geen expliciete scheurgroei en maakt geen gebruik van breukmechanische parameters van beton (G_f, K_IC, vorm van het breukvlak). Beton wordt gemodelleerd als een ductiel materiaal met een horizontale plastische tak in samendrukking - zodra de grensdrukspanning is bereikt, blijft de spanning constant en blijven alleen de spanningen toenemen tot een voorgeschreven limiet. Bijgevolg kan Detail 3D de plastische herverdeling van spanningen en vervormingen in D-regio's vastleggen, maar het modelleert niet expliciet brosse bezwijkmechanismen die door breukmechanica worden beheerst (bv. zuiver afschuivingsfalen van gewoon beton, onstabiele voortplanting van een enkele dominante scheur, enz.)

Kortom, je modellen moeten voldoen aan de definitie van gewapend beton zoals gepresenteerd in internationale normen. Volg de detailleringsregels en verkrijg correcte resultaten.

Uiteindelijke grenstoestand

Alle berekeningen en normcontroles zijn alleen geïmplementeerd voor ULS. De definitie van materialen en de manier van berekenen zelf moeten anders zijn voor SLS. Je kunt dit verschil zien in de Detail 2D.

Compression softening

Laten we eerst definiëren wat Compression softening is: Beton in druk in een richting verliest sterkte en stijfheid wanneer er trek ontstaat in de andere richting, d.w.z. wanneer er grote transversale trekrekken aanwezig zijn.

In gevallen waar de weerstand wordt bepaald door een compressiestut (compressiediagonaal) die door gescheurd beton loopt, heeft Detail 3D de neiging om de capaciteit te overschatten (d.w.z. enigszins niet-conservatief te zijn) als het resultaat direct wordt geïnterpreteerd als de werkelijke uiteindelijke capaciteit.

Om deze redenen is de 3D-module alleen geschikt voor het verifiëren van de sterkte van verankeringen in eenvoudige gewapende betonblokken.

Hoewel het mogelijk is om bijvoorbeeld een paalkap te modelleren met steunen op een klein oppervlak, is de verificatie niet betrouwbaar omdat het compression softening effect significant wordt, vooral bij ponsgerelateerde problemen. Dezelfde situatie kan zich voordoen in het geval van een dunne plaat waarop een kolom is geplaatst en in andere soortgelijke gevallen.

Voor deze situaties is het nodig om compression softening te implementeren, wat momenteel alleen beschikbaar is in de 2D-module. Daarom kan de 3D-module alleen worden gebruikt voor het controleren van betonelementen waarbij dit effect geen invloed heeft.

Ankercontrole

Het element van het anker is gedefinieerd als zijnde in staat om normale trek- of drukkrachten en afschuifkrachten over te brengen, waarbij ook rekening wordt gehouden met de buigstijfheid zoals beschreven in de Theoretische achtergrond.

We ondersteunen op code gebaseerde controles volgens de relevante normen (alleen EN), daarom kan IDEA StatiCa Detail onafhankelijk worden gebruikt voor de beoordeling van ankers (ankers, wapening, beton).

Geïmplementeerde codes: EN 1992-4, EN 1993-1-8, EN 1994-1-1

Voor het controleren van andere verbindingsonderdelen (lassen, platen, enz.) moet je IDEA StatiCa Connection gebruiken, waar je ook de volledige ankercontrole voor gewoon beton kunt uitvoeren. De verankering in Verbinding - samen met de toegepaste krachten - kan worden geëxporteerd in Detail voor aanvullend ontwerp van wapening.

Voor ACI- en Australina-codes zijn de codecontroles van ankers in afschuiving en in afschuiving en trek nog niet geïmplementeerd , daarom is het altijd nodig om beide applicaties te gebruiken voor uitgebreide codecontroles van ankers.

Overturning

Als de ingevoerde belasting het kantelen van het model veroorzaakt, zal het model doorrekenen tot de divergentie of het bereiken van een criterium. Dit duurt meestal lang en je krijgt het volgende resultaat:

Het percentage van de overgedragen belasting wordt weergegeven. Bovendien wordt in Hulpresultaten extreme vervorming getoond.

Workaround: Het is aan te raden om elk model eerst te berekenen met de vermenigvuldiger van de standaard maaswijdte ingesteld op een hoge waarde (4-5). Deze vermenigvuldiger kan worden gevonden in Instellingen -> Mesh-instellingen. De berekening gaat dan snel en je kunt zien of de kanteling het probleem is of niet.

Het is noodzakelijk om te controleren of het eigengewicht van het betonblok is meegenomen, omdat dit kan voorkomen dat het model kantelt. Let op: bij het importeren vanuit de Connection-toepassing wordt het eigengewicht niet automatisch in het model ingevoerd - zie de tekst hieronder voor meer informatie.

Beperkingen van importeren vanuit Connection

Contacten

In het algemeen wordt de invoer van krachten die op de voetplaat werken door contact met een andere stalen plaat niet ondersteund. Dit geldt zowel voor de rand-oppervlaktecontacten als de oppervlakte-oppervlaktecontacten. Lees meer in dit artikel.

Verankering door staaf

Alleen modellen die verankerd zijn via de voetplaat kunnen correct geïmporteerd worden in de detailtoepassing. Voor modellen waarbij staven rechtstreeks met betonblokken zijn verbonden, wordt de verbindingsplaat van het lid met ankers zonder belastingen geïmporteerd.

Eigengewicht wordt niet automatisch toegevoegd

Het eigengewicht wordt niet automatisch berekend/toegevoegd. Het moet handmatig worden opgenomen in het project voor het detail. Dit kan vooral van invloed zijn op de verificatie van de verankering aan de fundering, waarbij het niet in aanmerking nemen van het eigengewicht kan leiden tot het kantelen van de fundering, zoals vermeld in de paragraaf hierboven.

Niet-ondersteunde verankeringstypes voor export

Haakankers worden niet ondersteund in Detail. In plaats daarvan wordt een anker met ankerplaat gebruikt in het geëxporteerde bestand.

De volgplaat wordt gemodelleerd als een plaatschalenelement dat direct aan de ankerschacht is bevestigd en de belasting uitsluitend via drukcontact op het beton overbrengt. De plaat zelf wordt lineair gemodelleerd, zonder plasticiteit, en wordt niet onderworpen aan weerstandscontroles. Aangezien de schacht geen verbindingssterkte heeft, wordt de volledige belasting op het beton overgebracht via de volgplaat. Meer informatie over ankertypes is te vinden in het artikel: Enkele anker definitie.

Niet-ondersteunde combinaties voor ankertypes

De Detail app ondersteunt het combineren van kopankers of wapening met andere ankertypes niet. Deze ankertypes worden niet meegenomen in de uitvoer. Meer over plaatopties kun je vinden in het artikel: Verankeringsplaten opties.

Geïmporteerde belastingen en door de gebruiker ingevoerde belastingen combineren

Geïmporteerde belastingen en door de gebruiker ingevoerde belastingen kunnen niet worden gecombineerd binnen één model. Vanwege de redenen beschreven in Theoretische achtergrond. Ankers worden losgekoppeld van de voetplaten geïmporteerd. Als u een door de gebruiker gedefinieerd belastingsgeval maakt, is het duidelijk dat de belasting niet correct wordt overgedragen.

Workaround: Kopieer het geïmporteerde Projectitem, verwijder alle geïmporteerde belastingen, verbind alle ankers met de grondplaat en voer vervolgens je door de gebruiker gedefinieerde belastingsgeval in.

Meer betonblokken

Er wordt slechts één betonblok ondersteund in Detail. Het betonblok kan echter worden aangepast met behulp van het Negatieve volume, het Snijvlak en de bewerking Knippen. Zo is het mogelijk om complexere vormen te modelleren, zoals sokkels, verlengstukken van funderingsstroken, verankering naast openingen, enz.

Het is ook mogelijk om twee onafhankelijke betonblokken van Connection te importeren, die in Detail worden geïmporteerd als twee modelentiteiten die verder kunnen worden aangepast met de snijbewerking.

Meer dan één voetplaat in één blok

Het exporteren van meer grondplaten in één blok wordt ondersteund, hoewel het niet wordt aanbevolen om zogenaamde randverankeringen te importeren.

In de toepassing Verbinding wordt beton op een vereenvoudigde manier gemodelleerd met behulp van de ondergrond van Winkler. Aan de andere kant wordt het model van het stalen deel boven het betonblok gedetailleerd gemodelleerd, inclusief de plasticiteit van materialen. Voor een meer gedetailleerde verificatie van gewapend beton onder de voetplaat is het mogelijk om de voetplaat, ankers en belastingen te exporteren naar de toepassing Detail. Daar wordt het beton plastisch gemodelleerd.

De ankers worden axiaal losgekoppeld geëxporteerd en de belasting ertussen wordt vervangen door een paar gelijke maar tegengestelde krachten (juist vanwege het gebrek aan stijfheid van het stalen deel boven de voetplaat). Daarom kunnen de axiale krachten in de ankers niet veranderen als de bekledingslaag in de hoek van het betonblok plastisch wordt. Op dezelfde manier worden de lassen van de voetplaten losgemaakt uitgevoerd, waarbij de verbinding wordt vervangen door gelijke maar tegengestelde krachten. Daarom kan er geen verandering optreden in de spanning op de las in het geval van plastificering van de betonnen hoek.

Hieruit volgt dat na uitvoer, hoewel alle krachten die op de voetplaten werken in evenwicht zijn, niet aan de vervormingsvoorwaarden zal worden voldaan.

Dit geldt voor de huidige versie 25.1.2. Het kan afwijken in eerdere versies, omdat we geleidelijk werken aan het verwijderen van deze beperkingen. Je kunt meer informatie over elke versie vinden in de release notes.