Stopa fundamentowa ze słupkiem i kotwami z podkładką (EN)

1 Nowy projekt

Rozpocznij od uruchomienia aplikacji IDEA StatiCa. W głównym oknie IDEA StatiCa otwórz aplikację Detail , aby zdefiniować nowy projekt. 

Wybierz Typ modelu - 3D -> Klasa - Ogólna ->Parametry i ustawienia początkowe, a następnie Utwórz model.

2 Geometria

Aby rozpocząć modelowanie, wybierz Encję modelu i Bryłę prostopadłościenną. 

Pojawi się standardowy prostopadłościan z definicją wymiarów: Szerokość - X, Głębokość - Y i Wysokość - Z, odnoszących się do GCS (Globalnego Układu Współrzędnych). System niezgodności w widoku 3D (lewy górny róg) poinformuje Cię, czego brakuje do pomyślnego przeprowadzenia analizy.

Objętość ujemna reprezentuje wyciętą część przecinającą oryginalną objętość. 

Zdefiniuj wymiary Objętości ujemnej ->Powierzchnia - 1 ->Krawędź - 3 -> Lokalna pozycja Z - 2,5 m. Tryb przezroczysty przedstawia objętość ujemną. 

Operacja - Cięcie oznacza operację boolowską zwaną odejmowaniem. Proces ten skutecznie usuwa część oryginalnego segmentu na podstawie geometrii objętości ujemnej.

Oryginalna objętość SB1 jest wycinana przez NV1. 

Użyj Objętości ujemnej NV1 i Skopiuj operację. Po skopiowaniu operacji włącz Krawędź-4. NV2 zostanie przesunięta do pozycji symetrii i odpowiednio wyrównana.

Skopiuj operację CUT1 i ustaw NV2 jako atrybut cięcia.

Po utworzeniu NV3 konieczne jest dostosowanie Głębokości do 0,75 metra i zmiana numeracji Powierzchni na 2.

Wytnij oryginalną objętość przez NV3.

Ostatnim krokiem jest zduplikowanie NV3 w celu utworzenia NV4. Zmień Powierzchnię i Krawędź, a następnie ustaw numer 4.

Skopiuj operację CUT3 i ponownie zastosuj NV4 jako objętość tnącą.

Ostateczna geometria części betonowej. Punkt przejścia do kolejnych rozdziałów.

3 Podpory

Podpora powierzchniowa jest jedyną opcją podparcia konstrukcji.

Układ podporowy zapewnia trzy stopnie swobody. Podpora powierzchniowa umożliwia oddzielne wprowadzanie sztywności we wszystkich trzech kierunkach. Parametry te mają kluczowy wpływ na ogólne zachowanie modelu.

Sztywność pionowa 15 MN/m³  dla tego przykładu została przyjęta na podstawie artykułu dostępnego w sieci. Przyjęto założenie „Grunt drobnoziarnisty lub słabo zagęszczony". Tabela zawierająca przegląd zakresu stosowanych wartości została dołączona jako materiał referencyjny.

Sztywność pozioma podpory powierzchniowej ma istotne znaczenie. Jeśli sztywność jest idealnie sztywna, zbrojenie na zginanie w pierwszej warstwie prętów przy styku grunt-beton wykazuje niemal zerowe naprężenia.

Drugi skrajny scenariusz pojawia się, gdy sztywność pozioma jest ustawiona na bardzo niskim poziomie. Takie ustawienie prowadzi do wyraźnych przemieszczeń bryły wywołanych siłami ścinającymi.

Optymalna sztywność pozioma dla bieżącego przypadku została wyznaczona na wartość 1 MN/m³.

Podpora jest automatycznie przypisywana jako Nieaktywna na rozciąganie (oznaczona numerem 1/przycisk wyszarzony). Aby aktywować definicję sztywności, kliknij ikonę Pióra (oznaczoną numerem 2).

4 Projektowanie

Płyta podstawy jest podstawowym elementem dla króćca, kotew i warstwy zaprawy. 

Płyta podstawy powinna być bezpiecznie osadzona na spoinie z zaprawy, z nakrętkami nałożonymi zarówno od góry, jak i od dołu. Grubość warstwy wynosi 50 mm. Siły ścinające będą skutecznie przenoszone przez kotwy, natomiast słup, profil IPE 500, jest obrócony o 90 stopni wokół swojej osi lokalnej.

Przekrój słupa służy do odpowiedniego redystrybucji sił na płytę podstawy. Sposób przenoszenia, mocowania i definiowania sił opisano tutaj.

Aby połączyć płytę podstawy z częścią betonową, należy zdefiniować Pojedynczą kotwę i określić jej właściwości.

Wybrano metodę wylewania na miejscu budowy z zastosowaniem podkładek na końcach kotew. Domyślnie kotwy są zaprojektowane do przenoszenia zarówno sił rozciągających, jak i ściskających, a także sił ścinających. Współrzędne X i Y kotwy są odpowiednio rozmieszczone.

Od tego momentu współrzędne X kotew będą dostosowywane wyłącznie w celu utworzenia szeregu kotew po jednej stronie. Zdecydowanie zaleca się używanie przycisku Kopiuj do duplikowania kotew w celu przyspieszenia procesu.

Aby efektywnie powielić predefiniowany szereg kotew, należy skorzystać z funkcji wielokrotnego zaznaczania w celu usprawnienia wykonania.

Funkcja wielokrotnego zaznaczania umożliwia masową zmianę współrzędnej Y na -0,09 m, co znacznie przyspiesza proces projektowania. Przedstawione wskazówki i techniki mają na celu zwiększenie efektywności pracy.

Zakotwienie z spoinami z zaprawy, króćcami i kotwami z podkładkami jest kompletne i gotowe do następnego etapu.

5 Efekty obciążeń

Zdefiniuj Przypadek obciążenia i wybierz działanie za pomocą Obciążeń punktowych.

Siły skupione są przykładane w początku układu LCS i przenoszone za pomocą elementów sztywnych na koniec elementu. Ponieważ element stalowy nie jest oceniany w Detail 3D, należy zweryfikować element i płytę podstawy za pomocą IDEA StatiCa Connection lub podobnych narzędzi, aby uniknąć nadmiernych obciążeń części stalowej. Jako obciążenie wtórne przypisz Ciężar własny bloku betonowego. Skopiuj cały przypadek obciążenia. 

Oprogramowanie pracuje przede wszystkim z kombinacjami, a nie z pojedynczymi przypadkami obciążeń. Kombinacje muszą być jawnie zdefiniowane. W tym modelu kombinacje SGN LC1 i LC2 są używane jako przypadki obciążeń, zintegrowane w zakładce kombinacji z częściowym współczynnikiem równym jeden.

Kombinacje sumują obciążenia z istniejących przypadków obciążeń w celu zainicjowania analizy. Rozwiązanie nieliniowe pewnie operuje obciążeniami, dlatego niezbędne jest ich precyzyjne zsumowanie.

6 Zbrojenie

Konfiguracja zbrojenia jest zgodna z wymaganymi standardami detalizacji. Standardy te mają pierwszorzędne znaczenie, ponieważ analiza nie uwzględnia określonych efektów. Na przykład takie zjawiska jak skurcz i ciepło hydratacji wywołują dodatkowe odkształcenia i naprężenia w prętach zbrojeniowych, przyczyniając się do powstawania rys. 

Poniższa sekcja opisuje kroki dotyczące rozmieszczenia zbrojenia całej stopy fundamentowej ze słupkiem. Postępuj zgodnie z krokami (1). Możesz dezaktywować pręty zbrojeniowe na wstążce (2), aby widzieć tylko wybrane pręty. Pomoże Ci to intuicyjnie rozpoznać każdą grupę.

Ostateczny układ prętów zbrojeniowych jest gotowy do Obliczeń.

7 Sprawdzenie

W tym rozdziale przechodzisz do postprocessingu, gdzie wyniki są podsumowane i przedstawione. Wyniki są łatwe do zrozumienia i w większości dostosowane do sprawdzenia normowego. Szczegółowe i wyczerpujące wyniki można znaleźć w zakładce Pomocniczej.

Uruchom obliczenia i obserwuj podsumowanie sprawdzenia. Wyniki te dają jednoznaczną odpowiedź: zaliczone/niezaliczone. 

Pierwsze szczegółowe sprawdzenie dotyczy Nośności - Beton. Jeśli użyjesz skalowalnej palety naprężeń, krytyczne miejsce będzie łatwe do wykrycia.

Drugie sprawdzenie dotyczy Zbrojenia, gdzie wyraźnie zaznaczono, które pręty są poddane ściskaniu, a które rozciąganiu. 

Kotwy są sprawdzane normowo oddzielnie w ostatniej zakładce. Można zaobserwować, że kotwy są obciążone zarówno na rozciąganie, jak i ściskanie. Wynika to z wybranego systemu - wylewany na miejscu budowy/spoina z zaprawy z nakrętkami/podkładki.

Weryfikacja Odkształceń została przeniesiona do zakładki Pomocniczej. Warto zaznaczyć, że analiza odkształceń powinna służyć jako wstępna kontrola poprawności, aby upewnić się, że zachowanie modelu jest zgodne z oczekiwanymi wynikami.

8 Raport

Na koniec przejdź do zakładki Raport. IDEA StatiCa oferuje w pełni konfigurowalny raport do wydruku lub zapisu w edytowalnym formacie.

Pomyślnie ukończyłeś projektowanie i ocenę oraz nabyłeś umiejętności pozwalające na wykorzystanie ich w codziennej pracy. Tak trzymaj i pochwal się tym w mediach społecznościowych.