Proiectați cu ușurință pereți de transfer folosind legătura BIM ETABS

Perete de transfer

Proiectarea pereților de transfer este un subiect complex, deoarece aceștia se comportă adesea ca zone D, unde ipoteza secțiunii plane nu este valabilă, prin urmare formulele empirice obișnuite din codurile de proiectare nu pot fi utilizate. Aceasta înseamnă că funcția de proiectare din software-ul global de analiză cu elemente finite, care folosește de obicei ipoteza de proiectare a unei grinzi sau stâlp, nu este adecvată pentru această problemă.

În cazul peretelui prezentat mai sus, inginerii au două opțiuni pentru proiectarea acestuia. Prima este utilizarea metodei Bielă-tiranți; deși aceasta este o metodă bună și adecvată, implică mult lucru manual și iterații de tip încercare-eroare, ceea ce poate fi consumator de timp. A doua opțiune este utilizarea unei aproximări în software-ul global de analiză cu elemente finite, prin evaluarea tensiunilor principale de întindere pentru a determina necesarul de armătură și verificarea că tensiunile principale de compresiune rămân sub rezistența de calcul a betonului.

A doua opțiune pare a fi o alegere mai practică și mai eficientă din punct de vedere al timpului, însă ascunde un pericol.

Întinderea transversală

Atunci când betonul este supus unei compresiuni ridicate, acesta experimentează adesea deformații de întindere în direcția perpendiculară, fenomen cunoscut sub numele de întindere transversală. Odată ce acest lucru se produce, încep să se formeze microfisuri, iar betonul devine mai puțin confinat și mai slab la compresiune. Acest efect, cunoscut sub numele de rezistența redusă a betonului comprimat, înseamnă că betonul fisurat nu poate prelua o forță de compresiune la fel de mare ca betonul nefisurat. În codul de proiectare, acest efect este luat în considerare la proiectarea, de exemplu, a unei grinzi perete. În cazul bielelor și nodurilor din grinzi perete, un factor k în Eurocode (sau β în ACI), cu valori diferite în funcție de situație, este utilizat pentru a reduce capacitatea maximă de compresiune a betonului datorită efectului de rezistență redusă a betonului comprimat.

IDEA StatiCa Detail

IDEA StatiCa Detail utilizează CSFM (Metoda Câmpului de Tensiuni Compatibil), care poate gestiona cu precizie atât zonele B, cât și zonele D. Detail încorporează, de asemenea, efectele de rezistență redusă a betonului comprimat în analiză prin utilizarea unui factor kc2, oferind astfel o evaluare mai realistă și mai sigură a capacității bielelor din beton.

IDEA StatiCa 25.1 oferă importul elementelor de perete din ETABS în IDEA StatiCa Detail. Prin utilizarea acestei legături BIM, inginerii pot importa cu ușurință pereți din ETABS pentru o analiză mai aprofundată în IDEA StatiCa Detail.

Mai jos este prezentat același perete importat din ETABS și analizat în IDEA StatiCa Detail. Se poate observa în colțul din stânga sus că, cu armătura de bază dată, analiza SLU indică cedare chiar dacă tensiunile de compresiune sunt similare (aproximativ 15 MPa). De ce?

Această cedare la SLU este cauzată tocmai de luarea în considerare a efectului de rezistență redusă a betonului comprimat prin factorul kc2, care reduce capacitatea betonului cu un factor de 0,75. Prin urmare, capacitatea betonului devine σc,lim = fcd x k2 = 20 x 0,75 = 15 MPa. De aceea, la o tensiune de compresiune de 15 MPa, gradul de utilizare (σc/σc,lim) este afișat ca 99,5%.

Soluția constă în adăugarea de armătură suplimentară pentru a prelua o parte din tensiunea de compresiune din beton. În acest fel, peretele de transfer poate trece verificarea conform codului, după cum se arată mai jos. Cerința de a adăuga armătură suplimentară de compresiune ar fi omisă dacă inginerii nu ar utiliza IDEA StatiCa Detail.

Dacă nu ați observat, în colțul din stânga sus, rezultatul SLS, care include limitarea tensiunilor, săgeata (cu efectul pe termen lung) și deschiderea fisurilor, este de asemenea luat în considerare în IDEA StatiCa Detail. Rezultatul SLS este ceva ce celelalte două abordări descrise mai sus nu pot produce. 

Astfel, prin utilizarea IDEA StatiCa Detail, inginerii pot fi pe deplin informați cu privire la comportamentul peretelui de transfer, nu doar la SLU, ci și la SLS.

Raport

Odată ce proiectarea este finalizată, inginerii pot genera un raport cuprinzător care prezintă toate rezultatele analizei pentru depunere. În plus, lista de materiale pentru armătură poate fi, de asemenea, generată în scopuri de fabricație.

Concluzie

Proiectarea pereților de transfer necesită o atenție deosebită față de interacțiunile complexe de tensiuni care apar în zonele D. Abordările simplificate sau utilizarea directă a rezultatelor din software-ul global de analiză cu elemente finite pot omite efecte importante, cum ar fi rezistența redusă a betonului comprimat, ducând la o supraestimare a capacității betonului. Prin utilizarea IDEA StatiCa Detail și a analizei bazate pe CSFM, inginerii pot lua în considerare cu precizie aceste comportamente neliniare, asigurând că atât cerințele SLU, cât și cele SLS sunt verificate corespunzător.

Resurse

• Tutorial pentru legătura BIM ETABS către Detail