Houd er rekening mee dat dit praktijkontwerp een geoptimaliseerde geometrie gebruikt, die standaard EN-detailleringswaarschuwingen kan activeren. We behouden de oorspronkelijke parameters omwille van de authenticiteit. Zie onderstaande afbeelding.
Als u het verbindingsontwerp wilt overslaan en direct door wilt gaan naar de Detail 3D-analyse, download dan het Detail 3D-bestand en ga verder met Hoofdstuk 5.
1 Nieuw project
Start IDEA StatiCa Connection. Alles begint op het tabblad Staal.Â
Pas de standaardinstellingen voor Materialen, aan en klik vervolgens op Maak een leeg ontwerp.
2 Ontwerp
Wijzig na het aanmaken van een leeg ontwerp de doorsnede van een staaf naar UB 610 x 305 x 238.
Voeg nu nog een fabricagebewerking toe en selecteer de Voetplaat.
Ga verder met de volgende bewerking en kies een Bevestigingsmiddelenraster of Contact om kopdeuvels te maken.
Voeg nog een Bevestigingsmiddelenraster of Contact toe om wapeningsankers te maken.
Wijzig de rotatie van de wapening in bewerking GRD2 door Editor te selecteren.
Voeg een verstijvingsplaat toe.
Las de verstijvingsplaat aan de voetplaat met de bewerking Algemene las of contact .
Voeg de bewerking Snede van staaf toe.
Voeg de laatste bewerking in de Connection toe, Bevestigingsmiddelenraster of Contact.
Laten we de parameter Krachten in wijzigen om de positie van het scharnier in te stellen.
Voer de interne krachten voor de verankering in.
- Opmerking: Voor dit ligger-ontwerp gebruiken we alleen afschuifbelasting. Om de tutorial te vereenvoudigen is de trekbandkracht uit de UGT-combinatie voor buitengewone omstandigheden, die in het werkelijke project is meegenomen, weggelaten.
3 Toetsing
Schakel over naar het tabblad Toetsing -> Berekenen. De normtoetsing toont het bezwijkmechanisme van de ankers. Standaard wordt aangenomen dat het betonblok gescheurd is.
Laten we de resultaten bekijken. Selecteer Equivalente spanning, Boutkracht, Mesh, Vervormd en Ankers. In het algemeen toont de tabel welke ankers voldoen en welke niet.
Laten we nu de details van de falende ankers bekijken om vast te stellen welke normtoetsingen voldoen en welke niet.
Reden voor het falen van de ankertoetsing:Â
- Volgens EN 1992-4, Art. 1.2(4) valt het ontwerp van ankergroepen met verschillende ankerÂtypen buiten het toepassingsgebied van de norm. Hierdoor faalt de normtoetsing standaard. Om deze configuratie correct te toetsen is een gedetailleerde analyse met de module 3D Detail vereist.
- Deze beperking kan eenvoudig worden opgelost in Detail 3D, dat gebaseerd is op de CSFM-methode. Deze vervangt de vereenvoudigde analytische toetsing in Connection door een rigoureuze 3D spanning-rek-analyse.
Aanvullende wapening (EN 1992-4 – 7.2.1.9; 7.2.2.6):
- De analytische normtoetsing faalt voor de betonkegel, waardoor aanvullende wapening nodig is om de volledige trekbelasting (356,3 kN) en afschuifbelasting (400,0 kN) over te dragen. Dit is van belang vanwege de "gemengde" ankerconfiguratie.
- Deze beperking kan eenvoudig worden opgelost in Detail 3D om de effectiviteit van de wapening te bevestigen. Ga bij handmatige toetsing uit van een betoncapaciteit van nul en zorg ervoor dat de wapeningsdoorsnede de totale gerapporteerde krachten dekt.
Inbeddingsdiepte (EN 1992-1-1 – Vergelijking 8.6)
- De waarschuwing over onvoldoende inbeddingsdiepte verschijnt omdat deze tutorial een praktijkvoorbeeld weergeeft met een dunne wand en ondiepe ankers. De constructieve integriteit van het ontwerp wordt verder aangetoond in de Detail applicatie.
4 Export
Vereisten voor het exporteren:Â
- Het model moet berekend zijn en de resultaten moeten zijn opgenomen.
Ga naar het tabblad Toetsing -> RC-toetsing -> Opslaan.
De export is alleen toegestaan voor de verankeringstopologie. De export maakt de overdracht mogelijk van:
- Het betonblok
- Ankers
- De voetplaat
- Belastingen
Aanvullende informatie en parameters die worden ingesteld volgens de overeenkomstige instellingen in de Connection:
- Afschuifoverdracht (via ankers, afschuif deuvels en wrijving)Â
- Materiaal
- Verankeringstype: achteraf aangebracht (verlijmd) / ingestorte
- Verankeringstype aan het uiteinde: ankerplaat/ recht/ haak/ kopdeuvel
- Wrijvingscoëfficiënt
5 Ontwerp
In dit gedeelte kunt u staven, steunpunten, belastingen en combinaties wijzigen en een wapeningsopbouw toevoegen.
Oplegging
In dit voorbeeld is de verbinding verankerd aan een wand die aan alle zijden doorlopend is. Voor dergelijke submodellen gebruiken we stijve opleggingen met doorlopende wapening. Deze opzet simuleert de continuïteit van de wand en maakt de overdracht van trek mogelijk ondanks de instellingen voor alleen druk, zonder dat complexe stijfheidsdefinities nodig zijn.
 Laten we de opleggingen op het model aanbrengen:
Krachtoverdragende elementen
De ankers worden geïmporteerd uit IDEA StatiCa Connection. Omdat het ontwerp twee verschillende ankertypen gebruikt, scheiden we de krachtsoverdracht om een veilig en voorspelbaar gedrag te garanderen. Deze aanpak sluit aan bij de gangbare Britse ingenieurspraktijk om de beperking van EN 1992-4 (Art. 1.2(4)) op te lossen, die gemengde ankergroepen uitsluit van het toepassingsgebied van de norm. Door afschuiving en trek toe te wijzen aan specifieke ankergroepen, creëren we een geverifieerd krachtenpad dat voldoet aan de veiligheidseisen.
Ankers SF1 – SF6: Schakel Actief voor afschuifoverdracht in en schakel Actief voor overdracht van axiale krachten uit.
Wapeningsankers SF7 – SF10: Doe het omgekeerde – schakel Actief voor afschuifoverdracht uit en schakel Actief voor overdracht van axiale krachten in
Als u een fundering vanaf nul zou ontwerpen in de Detail applicatie, zouden beide opties standaard ingeschakeld zijn. Bij de overdracht van afschuiving moet u bepalen welke ankers de kracht opnemen en deze dienovereenkomstig selecteren. Dit sluit aan bij de EN-eisen, die bepalen dat afschuiving alleen mag worden toegewezen aan ankers die effectief zijn voor de toetsing op bezwijken van de betonrand.
Wapening
Laten we de hoogte en breedte van het betonblok vergroten. Dit geeft een duidelijker beeld van het model en maakt het mogelijk het volledige spanningsverloop langs de wapeningsstaven te bekijken.
Stel de Betondekking in op 30 mm; dit geldt als standaardwaarde voor de wapening. Stel daarnaast het standaard Verankeringstype in voor langswapening en beugels.
Deactiveer voordat u de wapening definieert de knop Wapeningsstaven. Zo is alleen de staafgroep zichtbaar die u op dat moment selecteert, waardoor de weergave overzichtelijk blijft.
Voeg vervolgens een nieuwe Wapening op oppervlak toe om de doorlopende horizontale langswapening te maken (hoofdwapening aan beide oppervlakken).
Dupliceer de bewerking om de doorlopende verticale wapening aan beide oppervlakken toe te voegen en pas de instellingen aan zoals hieronder weergegeven.
Volgens de constructieve berekeningen is buiten de afschuifomtrek geen aanvullende afschuifwapening vereist. De volgende stappen richten zich daarom uitsluitend op het aanmaken van de afschuifwapening binnen de afschuifomtrek op basis van het oorspronkelijke ontwerp.
Kopieer het bestaande wapeningselement en bewerk het zo dat u de juiste beugels krijgt die de afschuifwapening voorstellen.
Dupliceer bewerking GB3D3 en pas de onderstaande opties aan om de afschuifwapening te definiëren.
Ga verder door bewerking GB3D4 te kopiëren en de parameters te wijzigen.
Kopieer nu bewerking GB3D5 en pas de instellingen aan zodat deze voldoen aan de eisen van de afschuifomtrek.
Hergebruik bewerking GB3D3 door deze te kopiëren en de waarden aan te passen.
Kopieer bewerking GB3D7 en wijzig de opties.
Maak nog een kopie van bewerking GB3D5 en voer de onderstaande wijzigingen door.
Kopieer tot slot bewerking GB3D9 en pas de laatste wapeningsopties aan.
Laten we nu de constructieve afschuifwapening definiëren. Hoewel deze volgens de constructieve berekening niet vereist is, omdat het beton in dit specifieke geval alleen al voldoet aan de toetsing van de afschuifcapaciteit, moeten we toch voldoen aan de detailleringsregels van de norm. Bovendien vereist IDEA StatiCa Detail dat het model de werkelijke wapeningsindeling nauwkeurig weergeeft.
De onregelmatige onderlinge afstand helpt om de beugels systematisch te ordenen.
- Opmerking: Vanuit rekenkundig oogpunt is het definiëren van deze wapening in de Detail applicatie essentieel. Dit staat beschreven in de Theoretische achtergrond van de CSFM-methode en wordt ook genoemd in het boek van Kaufmann over CSFM.
Kopieer bewerking GB3D11 en wijzig de opties.
Definitief wapeningsontwerp.
Belastingen en combinaties
De combinaties worden overgenomen uit IDEA StatiCa Connection. Alle gevolgen van de import worden beschreven
in dit artikel.
Laten we het Eigengewicht toevoegen:
Maak een combinatie met Eigengewicht en voeg de coëfficiënt voor het eigengewicht = 1,35 toe volgens normÂ
EN 1991-1-1
6 Toetsing
Voordat u de analyse uitvoert, raden we sterk aan om de Mesh-vermenigvuldiger te wijzigen naar 2 of 3 om de berekening te versnellen. Hoewel deze stap niet verplicht is, verkort het de rekentijd aanzienlijk en helpt het om mogelijke divergentieproblemen vroegtijdig te signaleren. Als de analyse soepel verloopt, kunt u de Mesh-vermenigvuldiger voor de eindresultaten weer op 1 zetten.
Verdeling van de hoofdspanningen in druk binnen het betonvolume.
De oplegreacties en het statisch evenwicht tussen de uitwendige belastingen en de reacties. Het ideale scenario is een absolute nul in de normtoetsing "Evenwicht controleren", wat een volledige krachtsoverdracht garandeert. Kleine restwaarden, zoals 1 kN en 1 kNm, kunnen numerieke artefacten zijn.
Resultaten
Equivalente hoofdspanning
De equivalente hoofdspanning (EPS) in beton wordt bepaald op basis van het triaxiale gedrag van het betonblok. De zones met de hoogste belastingen worden geïdentificeerd en gemarkeerd. Om inzicht te geven in het effect van omsnoering ten opzichte van eenassige druk, wordt de equivalente spanning berekend met de kappa-factor.Â
Het bereik van de spanningen is schaalbaar met de bereikfunctie. Deze toont het gebied dat door die spanningsbereiken wordt beïnvloed en geeft inzicht in hoe de spanning zich concentreert in het detail zelf.
Snede door resultaten
Om het interne gedrag van het betonblok te onderzoeken, gebruikt u de knop + Nieuw om Sections te maken en past u hun Definitie van vlak (positie en rotatie) aan in het eigenschappenvenster om door kritieke zones te snijden. Zo wordt zichtbaar waar het beton plastisch vervormt. U kunt deze weergaven opslaan in de Galerij voor uw uiteindelijke Rapport. Meer informatie vindt u in dit artikel.
Spanning in wapeningsstaven
De resultaten tonen de spanning in de wapeningsstaven. Gedetailleerde waarden voor spanning, rek en benuttingsgraad van alle staafgroepen staan in het tabblad Wapening.
De ankertoetsingskaart geeft inzicht in het gedrag van de ankers vanuit het perspectief van spanning, rek en krachtsoverdracht. Hier blijkt dat de ankers SF1-SF6 zijn gedeactiveerd voor trek en alleen afschuiving opnemen. De overige ankers, SF7-SF10, nemen de belasting daarentegen uitsluitend in trek op.
Verankering
Het tabblad Verankering toetst de aanhechtsterkte tussen de wapening en het beton. Het waarborgt dat de toegepaste verankeringslengte voldoende is om de krachten over te dragen. De toetsing vergelijkt de werkelijke aanhechtspanning (Ï„b) met de rekenwaarde van de aanhechtsterkte (fbd) om uittrekbezwijken te voorkomen. U kunt deze resultaten afzonderlijk weergeven voor wapening en ankers.
Vervormingen
Ga naar het tabblad Hulpgegevens en schakel Vervorming in. Hoewel er voor de UGT (uiterste grenstoestand) geen vervormingslimieten zijn voorgeschreven, is het beoordelen van de vervormde stand een essentiële plausibiliteitscontrole. Het waarborgt dat het model stabiel is en geen onrealistische verplaatsingen of rotaties vertoont (bijvoorbeeld door losgekoppelde elementen). Deze visuele inspectie helpt om mogelijke modelleringsproblemen snel te signaleren.
7 Rapport
Ga tot slot naar Rapport -> Gedetailleerd -> Genereren. IDEA StatiCa biedt een volledig aanpasbaar rapport om af te drukken of op te slaan in een bewerkbaar formaat.
U hebt een volledige normtoetsing uitgevoerd conform EN 1993-1-8 (staalverbindingen), EN 1992-4 (ankers) en EN 1992-1-1 (betonconstructies). De staalverbinding en de verankering zijn getoetst in IDEA StatiCa Connection, terwijl de integriteit van het betonblok en de wapening zijn geanalyseerd in IDEA StatiCa Detail met de CSFM-methode conform EN 1992-1-1.