Proiectarea podurilor din beton cu AASHTO folosind Detail

În țările guvernate de AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials), cum ar fi Statele Unite, regiunile conduse de proiecte cu bază în SUA și piețele care adoptă standardele americane (America Latină, Orientul Mijlociu și părți din Asia), inginerii structuriști trebuie să respecte cerințe stricte și metodologii de proiectare pentru infrastructura de transport. AASHTO furnizează specificațiile, manualele și îndrumările necesare pentru proiectarea conformă a podurilor, autostrăzilor, structurilor de cale ferată și fundațiilor.

IDEA StatiCa introduce acum Specificațiile AASHTO LRFD pentru Proiectarea Podurilor în aplicațiile sale pentru Beton (Detail 3D și 2D). Aceasta înseamnă că inginerii structuriști din întreaga lume au posibilitatea de a proiecta proiecte în medii multi-cod prin comutare flexibilă a codului și un motor de calcul unificat.

Specificațiile AASHTO LRFD pentru Proiectarea Podurilor, ca și alte coduri de proiectare, utilizează metodologia Bielă-tiranți pentru regiunile în care teoria grinzilor nu poate fi aplicată (regiuni de discontinuitate, cunoscute și ca zona D). Aplicația Detail din suita IDEA StatiCa este utilizată pentru proiectarea acestor zone D folosind Metoda Câmpului de Tensiuni Compatibil (CSFM), care determină tensiunile și deformațiile în betonul armat prin impunerea echilibrului și compatibilității în întreaga structură.

Detail raportează tensiunile, deformațiile, săgețile și fisurile în betonul armat sub încărcările aplicate și combinațiile de încărcări. Pe baza acestor rezultate, aplicația efectuează verificarea conform codului a zonelor D folosind factorii de material definiți în codurile de proiectare respective.

Ce este implementat din AASHTO?

• Proiecte exemplu: O serie de șabloane de proiecte gata de utilizare, inclusiv îmbinări de cadre de pod, capete de grinzi, diafragme de pod, culei de pod, ziduri de sprijin și capiteluri de pile.

• Modele de material: Modelul CSFM necesită curbe de comportament al materialului definite, care sunt de obicei specificate de fiecare cod de proiectare. În acest caz, se utilizează modelele de material AASHTO pentru beton și armătură din oțel. Mai multe detalii sunt disponibile în fundamentele teoretice ale aplicației Detail.

• Diagrame efort-deformație pentru starea limită de serviciu: efectele de serviciu pe termen lung și pe termen scurt sunt luate în considerare folosind formulele AASHTO. 

• Factori de rezistență la încărcare (abordare generală a zonelor D): Odată ce tensiunile, deformațiile și săgețile sunt calculate în Detail, software-ul le compară cu rezistența materialelor înmulțită cu un factor de rezistență. Prin utilizarea factorilor din cod, aplicația ajută la verificarea conform codului a zonelor D conform prevederilor AASHTO.
  • ϕ_c =0.7   Factor de rezistență pentru beton - Articolul   5.5.4.2
  • ϕ_s =0.9   Factor de rezistență pentru armătură - Articolul   5.5.4.2
  • ϕ_p =1.0   Factor de rezistență pentru armătură pretensionată - Articolul   5.5.4.2 ​
• Verificări la starea limită de rezistență (gradul de utilizare al materialului, rezistența la aderență): În urma analizei tensiunilor în beton, armătură și zonele de ancoraj, software-ul evaluează gradul lor de utilizare prin compararea cererii cu capacitățile corespunzătoare ale materialelor.
  • Rezistența betonului - f_c /f_c,lim
  • Rezistența armăturii - f_s /f_y,lim
  • Ancoraj (tensiune de forfecare prin aderență) - τ_b /f_bu 
• Verificări la starea limită de serviciu: Pe baza rezultatelor analizei, software-ul evaluează comportarea în exploatare prin verificarea limitării tensiunilor în modelele precomprimate, săgeata pe termen scurt și lung și deschiderea fisurilor.
  • Limitarea tensiunilor - σ_p /σ_p,lim 
  • Săgeată - u_z,tot 
  • Deschiderea fisurilor -w /w_lim 

Specificațiile AASHTO LRFD pentru Proiectarea Podurilor includ un capitol privind ancorarea în beton (5.13 – Ancore), care prevede că ancorele proiectate în conformitate cu AASHTO trebuie să respecte prevederile ACI 318.

IDEA StatiCa Detail 3D este o soluție pentru proiectarea ancorării și a betonului armat, unde inginerii pot analiza, vizualiza și confirma modul în care încărcările se transferă de la ancore prin betonul armat. Puteți afla mai multe despre aceste verificări în următorul articol: Verificarea conform codului completă a ancorelor și blocului de beton în Detail 3D (ACI)

Rezumat

De acum înainte, inginerii structuriști care proiectează proiecte de infrastructură de transport, cum ar fi poduri, structuri diverse în cadrul autostrăzilor, căi ferate, transport public și fundații, pot utiliza IDEA StatiCa Detail pentru a economisi timp. Aceasta le permite să înlocuiască metodologia Bielă-tiranți cu o proiectare mai optimizată. Iată principalele motive pentru care inginerii se bazează pe aplicația IDEA StatiCa Detail pentru proiectele lor: 

1. Flexibilitate în modelarea oricărei geometrii: Modelați orice zonă D necesară proiectului dvs., inclusiv armătură personalizată
2. Vizibilitatea traseului de încărcare: Vizualizați fluxul real de tensiuni în structură, luând în considerare betonul armat
3. Conformitate cu codurile internaționale: ACI, AASHTO, Eurocode
4. Calculul săgeții și al deschiderii fisurilor
5. Generarea documentației detaliate: Produceți documentație clară pentru a sprijini aprobarea mai rapidă

Aflați mai multe despre verificările conform codului AASHTO în fundamentele teoretice și explorați proiectele exemplu disponibile în aplicație pentru a începe proiectarea conform AASHTO astăzi.