Excentrisch belaste verankering in Detail

De volgende tutorial legt uit hoe u een fundering volledig modelleert in IDEA StatiCa Detail. Het onderwerp van import vanuit de Connection applicatie naar Detail wordt behandeld in de tutorial BIM link Connection to Detail.

1 Nieuw project

Begin met het starten van de IDEA StatiCa applicatie. Open in het hoofdvenster van IDEA StatiCa de Detail applicatie om een nieuw project te definiëren. 

Selecteer het type 3D Model en de lege template. Pas de parameters aan volgens de onderstaande afbeelding (Beton C25/30, Boutklasse 10.9, Betondekking 40 mm). Klik ten slotte op Aanmaken.

2 Geometrie

Er is een volledig leeg project aangemaakt en u moet nu alles vanaf het begin instellen. Vervolgens moet u een nieuw massief blok definiëren.

De volgende stap is het ondersteunen van het blok door een nieuwe Vlaksteun toe te voegen. De gebruiker kan verschillende stijfheden instellen in elke richting. Standaard is de steun in de verticale richting ingesteld op "alleen druk", wat het feit weerspiegelt dat de grond geen belasting in trek kan overdragen. De waarde van de grondveersstijfheid wordt gewoonlijk bepaald in samenwerking met een geotechnisch ingenieur. In het algemeen is deze afhankelijk van de ondergrond, de funderingsdiepte, de vorm van de fundering en de aangebrachte belastingen. Voer de waarde k_z = 40 MN/m³ in, overeenkomend met goede funderingsomstandigheden (zeer harde klei). De vlaksteun kan worden ingesteld op een volledig oppervlak of slechts op een deel dat is gedefinieerd door een polylijn. Gebruik in dit geval de standaardinstelling Volledig oppervlak.

Houd er rekening mee dat de applicatie de geotechnische verificatie van de fundering niet vervangt. De applicatie controleert de waarde van de gronddruk niet en voert geen normtoetsing uit van de stabiliteit van de fundering. Als de buigbelasting te hoog is ingesteld, zal de fundering kantelen (zoals aangegeven door een divergente analyse of grote vervormingen/bewegingen).

De volgende stap is het definiëren van de overdrachtsmiddelen. De voetplaat is het eerste onderdeel dat wordt aangemaakt. U definieert een vierkante stalen voetplaat die zich nabij de rand van het betonblok bevindt. De afschuifkracht wordt overgedragen via wrijving tussen de stalen plaat en het betonoppervlak. Als alternatief kan de afschuifoverdracht worden toegewezen aan een afschuif deuvel of aan ankers.

De dikte van de voetplaat is ingesteld op 60 mm om te garanderen dat deze zich gedraagt als een stijve plaat, waardoor onjuiste berekening van ankerkrachten of contactspanning in het beton als gevolg van vervorming wordt voorkomen. Bij het exporteren van gegevens vanuit de Connection applicatie wordt de vervorming van de voetplaat verdisconteerd door een belasting te genereren langs de omtrek van de verbindende constructie. Bovendien worden de krachten in de ankers rechtstreeks overgedragen vanuit de Connection applicatie, waar de voetplaat is gemodelleerd als een plastisch materiaal dat wordt verstijfd door de verbindende constructie. Raadpleeg voor meer details over dit onderwerp het artikel Import van verankering vanuit Connection naar Detail.

Nu de voetplaat succesvol is gedefinieerd, is het tijd om over te gaan naar de ankers. De ankers moeten worden gemaakt van staalklasse 10.9. 

Er kunnen twee typen ankers worden geselecteerd: 

Ingestorte ankers: Vooraf geïnstalleerde ankers met dezelfde aanhechtingseigenschappen als de wapeningsstaven

Achteraf aangebracht (Lijm): Achteraf aangebrachte ankers (chemische ankers) met de mogelijkheid om de aanhechtingssterkte aan te passen op basis van de werkelijke aanhechtingssterkte. Lees meer in het artikel Aanhechtingssterkte voor ankers in Detail 3D.

Gebruik het Achteraf aangebrachte - Draadeind en stel het materiaal Staal 10.9 en de aanhechtingssterkte in op 5,0 MPa. De waarde van de aanhechtingssterkte moet worden ingesteld op basis van de technische documentatie van de fabrikant van het lijmanker.

Het is belangrijk om het anker te verbinden met de voetplaat, omdat de belastingen hierop worden aangebracht. Kopieer het anker drie keer en pas de posities aan.

3 Wapening

Selecteer de Wapening-Samenstelling(1)-->Groep van staven 3D(2) en vul de Diameter, Eigenschappen en Geometrie(3) in. 

Kopieer de bewerking en wijzig het Oppervlak. Alle andere opties blijven behouden. 

Kopieer de bewerking opnieuw en pas de parameters aan om de horizontale wapening te definiëren. 

De laatste stap is het definiëren van de afschuifwapening. U kunt deze modelleren als verticale staven met een perfecte aanhechting aan beide uiteinden. Kopieer de bewerking en pas de parameters voor de laatste keer aan.

4 Belastingen en combinaties

Er zijn twee belastinggevallen: BG1: Eigengewicht, BG2: permanente belasting.

Begin met het Eigengewicht.

In de volgende stap worden de rekenwaarden van de permanente belasting op de voetplaat gedefinieerd. U kunt zes componenten van de puntlast en de positie ervan op de voetplaat definiëren.

Maak nu een rekenkundige belastingcombinatie aan. U kunt de combinatiefactoren toevoegen op basis van de norm. Zoals vermeld zijn de puntskrachten op de voetplaat al rekenwaarden, dus we laten de factor voor BG2 op 1,0 staan. 

5 Berekening en Toetsing

Voordat u de analyse uitvoert, raden wij sterk aan de mesh-vermenigvuldiger te wijzigen naar twee om het simulatieproces te versnellen. Deze stap is niet verplicht, maar kan de rekentijd verkorten en helpen bij het opsporen van divergentieproblemen. Als alles soepel verloopt en er geen problemen optreden, kunt u terugschakelen naar een vermenigvuldiger van één en een definitieve analyse en toetsing uitvoeren.

Wanneer de analyse is voltooid, wordt een kort overzicht van de resultaten weergegeven in de linkerbovenhoek van het scherm. U kunt overschakelen naar het tabblad Toetsing. Er worden samenvattende resultaten weergegeven, met de spanningsstroom in zowel het beton als de wapening.

Effectieve hoofdspanning

De effectieve hoofdspanning (EPS) in beton wordt bepaald op basis van het volumegedrag van het betonblok en wordt rechtstreeks vergeleken met de rekenwaarde van de betonsterkte f_cd. De relatie tussen de maximale drukspanning in beton σ_c3 en de effectieve hoofdspanning wordt uitgedrukt met de kappa-factor. Lees meer over effectieve hoofdspanning hier.

Sneden

U wilt ook controleren wat er binnenin het betonblok gebeurt. Hiervoor kunt u een snede definiëren. U kunt elk gewenst vlak definiëren en de positie ervan instellen.

U kunt elk aantal sneden in elke richting definiëren. Klik op het sneden-pictogram om terug te keren naar de standaardweergave.

Spanning in wapeningsstaven

In de Wapeningstoetsting kunt u de spanning en rek van alle wapeningsstaven en ankers weergeven. U kunt opmerken dat het anker nabij de hoek de maximale benuttingsgraad heeft. 

Verankering

Het tabblad Verankering stelt de gebruiker in staat de aanhechtingsspanning en de totale kracht in elke staaf en elk anker weer te geven.

De ankers moeten altijd worden getoetst volgens de norm. U kunt een volledige normtoetsing van ankers en betonblokken uitvoeren met behulp van de Connection en Detail applicaties. U kunt meer lezen over de toetsingen in Connection en Detail in het artikel Volledige normtoetsing van ankers en betonblok met IDEA StatiCa (EN).

Er zijn enkele toetsingen die de Connection applicatie niet kan uitvoeren. Die ontbrekende toetsingen in IDEA StatiCa Connection worden omzeild met behulp van de Detail:

Bovendien houdt de Detail applicatie automatisch rekening met de wapening nabij het anker, wat de belastingscapaciteit van de ankers aanzienlijk kan verhogen wanneer het bezwijken van de betonkegel maatgevend is.

Vervormingen

Het wordt sterk aanbevolen om de vervorming na de analyse te controleren om te garanderen dat het model geen grote vervorming, significante rotatie of vervorming van een eindig element ondergaat. Dit geeft een overzicht van de analyseresultaten en helpt bij het identificeren van eventuele problemen die tijdens de analyse zijn ontstaan.

Ga naar Hulpfuncties en schakel de Vervorming in.

6 Rapport

Ga ten slotte naar de Rapportweergave/Afdrukken. IDEA StatiCa Detail biedt een volledig aanpasbaar rapport om af te drukken of op te slaan in een bewerkbaar formaat.

U heeft geleerd hoe u een betonblok met wapening invoert in IDEA StatiCa Detail, steunpunten instelt en belastingoverdrachtsmiddelen gebruikt. U weet hoe u belastingen invoert en belastingcombinaties definieert, en tot slot heeft u geleerd hoe u analyses en normtoetsingen uitvoert.