Najczęściej stosowanym rozwiązaniem przyjmowanym przez inżynierów konstruktorów dla bieżącego modelu jest model belkowy zintegrowany ze sprawdzeniem normowym zgodnie z obowiązującymi normami. Konfiguracja modelu testowego jest spójna na wszystkich poziomach złożoności modelu i reprezentuje słup o kwadratowym przekroju poprzecznym o wymiarach 500 x 500 mm i długości 1 000 mm, ławę fundamentową o jednostkowej szerokości 1 000 mm i długości 6 000 mm. Wysokość ławy fundamentowej jest parametrem zmiennym. W bieżącej weryfikacji przyjęto wysokość 250 mm.
Dolna powierzchnia ławy fundamentowej jest podparta sprężynami pracującymi tylko na ściskanie o albo niskiej sztywności gruntu wynoszącej 16 000 kN/m³, albo wysokiej sztywności gruntu wynoszącej 128 000 kN/m³. Warunki brzegowe symetrii ograniczają lewy i prawy koniec ławy fundamentowej.
Należy podkreślić, że wszystkie modele są modelami obliczeniowymi. Do symulacji i weryfikacji sprawdzenia normowego zastosowano częściowe współczynniki materiałowe.
11) Wymiary i model analityczny
Liniowy model belkowy – grunt o niskiej sztywności (LSS)
Po przeprowadzeniu symulacji na modelu belkowym można zastosować standardowe sprawdzenia normowe. Zaprojektowane zbrojenie spełnia minimalne wymagania dotyczące szczegółów konstrukcyjnych określone w EN 1992-1-1 [1]. Minimalny stopień zbrojenia jest stosowany zarówno do prętów podłużnych, jak i strzemion. Symulacja jest wykonywana przy module sprężystości wynoszącym 10 GPa, reprezentującym moduł sieczny wyznaczonego materiału betonowego. Ze względu na hiperstatyczny charakter konstrukcji, moduł wpływa na redystrybucję sił wewnętrznych.
12) Liniowy model belkowy – obciążenie graniczne dla spełnienia sprawdzeń SGN
Moment gnący bezpośrednio pod słupem osiąga wartość graniczną 60,1 kNm przy sile osiowej w słupie wynoszącej -245 kN. Drugi punkt krytyczny znajduje się w strefie maksymalnego ścinania, gdzie interakcja siły poprzecznej wynoszącej -86,4 kN i odpowiadającego momentu gnącego wynoszącego 44,8 kNm skutkuje sprawdzeniem interakcji, które również pozostaje w dopuszczalnych granicach przy stopniu wykorzystania wynoszącym 96,6%. Najbardziej krytyczne miejsce w konstrukcji znajduje się bezpośrednio pod słupem, a forma zniszczenia obejmuje beton ściskany i podłużne pręty zbrojeniowe rozciągane. Nośność na ścinanie wskazuje, że nie jest ona krytyczna w tym przypadku.
13) Liniowy model belkowy – sprawdzenie normowe dla gruntu o niskiej sztywności
Liniowy model belkowy – grunt o wysokiej sztywności (HSS)
Grunt o wysokiej sztywności w tym scenariuszu, zagęszczony piasek o module reakcji podłoża wynoszącym 128 000 kN/m³, znacząco zmienia zachowanie konstrukcji. Obciążenie koncentruje się bezpośrednio pod obszarem słupa. Strefa kontaktu wykazuje wyższy gradient naprężeń kontaktowych i ich wartość. Graniczna nośność słupa wynosząca -540 kN wzrosła 2,2-krotnie w porównaniu z gruntem o niskiej sztywności. Wykres siły poprzecznej jest bardziej stromy, a moment gnący jest bardziej zlokalizowany. Prowadzi to do konstrukcji bardziej podatnej na zniszczenie przez przebicie.
14) Liniowy model belkowy – obciążenie graniczne dla spełnienia sprawdzeń SGN
Maksymalny moment gnący skoncentrowany pod słupem wynosi 60,7 kNm, co wynika z maksymalnej nośności przekroju na zginanie. Ekstremalna siła poprzeczna jest przesunięta w kierunku obszaru słupa i osiąga wartość -132 kN, przy odpowiadającym momencie wynoszącym 38,1 kNm. W sprawdzeniu interakcji normowej kąt theta dla krzyżulca ściskanego został zmieniony z 21,5 stopnia na 23 stopnie. Eurokod dopuszcza korektę kąta krzyżulca w zakresie od 21,5 do 45 stopni. Zaobserwowano, że kąt 21,5 stopnia prowadzi do przekroczenia nośności, co wynika przede wszystkim ze zginania. Uwzględniając zmienność przewidzianą przez wymagania normowe, niespełnione sprawdzenie zostało pomyślnie rozwiązane poprzez zastosowanie alternatywnego kąta krzyżulca.
Krytyczna forma zniszczenia obejmuje beton ściskany i podłużne pręty zbrojeniowe rozciągane.
15) Liniowy model belkowy – sprawdzenie normowe dla gruntu o wysokiej sztywności