Proiectare sigură și precisă a ancorajelor
Proiectarea îmbinărilor oțel-beton este o sarcină esențială, critică din punct de vedere al siguranței, în multe proiecte de construcție. Pe baza cercetării Hilti publicate în revista New Civil Engineer, care a explorat experiența a peste 100 de ingineri civili practicieni, 79% declară că petrec până la 4 ore pentru proiectarea unei îmbinări tipice oțel-beton și elaborarea unui raport.
Conform experienței inginerești, cu o selecție adecvată a instrumentelor software, timpul de proiectare pentru o îmbinare individuală este redus în medie cu 50%. Pe baza propriei noastre cercetări pe mai mult de 600 de ingineri structuriști care au completat date în Calculatorul nostru de Eficiență, reducerile de timp pentru îmbinările foarte complexe pot ajunge chiar și la 80%.
Totul conform codului, dar care?
Când a fost elaborat pentru prima dată Eurocodul, proiectarea ancorajelor nu era suficient de bine definită pentru a justifica includerea în standardele de proiectare EN. În cea mai mare parte, acestea erau acoperite de ETAG 001, elaborat de EOTA (Organizația Europeană pentru Evaluare Tehnică), incluzând 2 anexe cheie - C și E.
În beneficiul inginerului proiectant, toate aceste ghiduri de proiectare sunt acum reunite în noul document de proiectare EN 1992-4, care este în prezent un standard de proiectare obligatoriu în țările aflate sub umbrela EN, adoptarea fiind aproape completă. Cu toate acestea, nucleul EN 1992-4 preia multe dintre prevederile de proiectare din ETAG 001: Anexa C, TR 029 și TR 045 și, ca atare, diferențele sunt limitate.
Dar EN nu este singurul standard acoperit de IDEA StatiCa. Consultați tabelul de mai jos cu toate codurile incluse în IDEA StatiCa pentru ancoraje.
Coduri suportate pentru ancoraje în IDEA StatiCa
| EN | EN 1992-4 |
| AISC | AISC 360-16-J9 ACI 318-14-Chapter 17 |
| CISC | CSA a23.3-14 |
| AUS | AS 5216:2018 |
Celelalte coduri suportate de IDEA StatiCa (China, Hong Kong, Rusia, India) nu au o prevedere directă pentru proiectarea ancorajelor. Verificarea betonului la compresiune este acoperită pentru toate codurile.
Cum satisface IDEA StatiCa cerințele AISC/ACI, Eurocode și altele
Metoda CBFEM stă la baza celor mai puternice două programe software pentru proiectarea ancorajelor, IDEA StatiCa și PROFIS Engineering Suite de la Hilti. CBFEM este convenabil pentru simplificarea blocului de beton ca elemente de contact 2D. Iată câteva principii privind modul în care IDEA StatiCa tratează modelele oțel-beton:
- Îmbinarea dintre beton și placa de bază rezistă doar la compresiune.
- Compresiunea este transferată prin modelul de teren Winkler-Pasternak, care reprezintă deformațiile blocului de beton.
- Forța de întindere dintre placa de bază și blocul de beton este preluată de buloanele de ancorare.
- Forța de forfecare este transferată prin frecare între placa de bază și blocul de beton, prin pivot de forfecare sau prin forfecarea buloanelor de ancorare.
- Rezistența ancorelor la forfecare este evaluată analitic.
- Frecarea este modelată ca o constrângere completă într-un singur punct în planul contactului placă de bază – beton.
- Pivotul de forfecare este modelat prin elemente de tip placă și constrâns la mijlocul adâncimii de înglobare în blocul de beton, excluzând stratul de mortar, ceea ce corespunde ipotezei de tensiune uniformă de reazem a pivotului de forfecare pe beton.
Dacă doriți să aflați mai multe despre cele mai importante principii și proceduri utilizate în CBFEM, vă recomandăm cu tărie să parcurgeți Baza teoretică generală.
În baza noastră teoretică, puteți găsi de asemenea modul în care IDEA StatiCa tratează îmbinările oțel-beton din punctul de vedere al cerințelor specifice codului.
AISC
Eurocode
Pentru alte standarde naționale, consultați Centrul nostru de Suport.
3 moduri de a modela o îmbinare oțel-beton
Bine, suficientă teorie, să trecem la practică! Când vine vorba de posibilitățile de proiectare, nu contează cu adevărat ce tip de îmbinare de ancorare trebuie să modelați și să calculați. Flexibilitatea IDEA StatiCa vă permite să modelați baze de stâlpi, balustrade, parapete sau ancoraje cu tije fără nicio limitare topologică.
Puteți modela îmbinarea în trei moduri diferite.
Prima abordare este modelarea îmbinării folosind expertul de îmbinare. Aici, puteți profita de patru topologii diferite cu posibilitatea de proiectare a unei îmbinări la moment sau la forfecare.
Nu trebuie să vă temeți de limitările de proiectare din expert. Posibilitatea de a alege dintr-o gamă vastă de materiale și operații de fabricație vă permite să vă desfășurați aripile imaginației și ale artei de proiectare.
În unele cazuri, trebuie să începeți proiectarea îmbinării de la zero. Chiar și în acest caz, nu trebuie să vă temeți de procese complicate. Majoritatea detaliilor de ancorare le veți putea proiecta în câteva minute.
Vedeți cum să proiectați o îmbinare oțel-beton în mai puțin de 3 minute.
Nu în ultimul rând, puteți importa modelul de ancorare din software-ul CAD folosind legăturile BIM. Pentru produsele Autodesk – Advance Steel și Revit, blocurile de beton sunt importate în cadrul modelului. Pentru Tekla Structures, trebuie să utilizați o soluție alternativă pentru a depăși această limitare.
Puteți utiliza legătura BIM și din software-ul FEA; în acest caz trebuie doar să fiți pregătit să modelați blocul de beton direct în IDEA StatiCa.
Verificarea conform codului a îmbinărilor oțel-beton
IDEA StatiCa acoperă toate verificările necesare ale plăcii de bază, majoritatea verificărilor pentru beton și ancore. IDEA StatiCa nu acoperă toate verificările ancorelor post-instalate. Motivul este lipsa unor informații, de exemplu rezistența la forfecare a adezivului pentru ancorele lipite sau forța de despicare a dispozitivelor de fixare controlate prin cuplu. Pentru aceasta, trebuie să utilizați software specializat. Aici, sugestia este destul de simplă - singurul care utilizează CBFEM este PROFIS de la Hilti. Citiți mai multe despre metoda CBFEM utilizată pentru PROFIS Engineering Suite.
Ancore cu placă tip șaibă (turnate in situ):
- Oțel la întindere
- Oțel la forfecare (cu sau fără braț de pârghie)
- Rupere prin con de beton la întindere
- Smulgere
- Efect de pârghie în beton la forfecare
- Explozie în beton
- Cedare la margine în beton
- IMPOSIBIL - Despicare beton - consultați informațiile producătorului
Ancore drepte (post-instalate):
- Oțel la întindere
- Oțel la forfecare (cu sau fără braț de pârghie)
- Rupere prin con de beton la întindere
- Efect de pârghie în beton la forfecare
- Cedare la margine în beton
- IMPOSIBIL - Smulgere – consultați informațiile producătorului
- IMPOSIBIL - Smulgere combinată și cedarea betonului - consultați informațiile producătorului
- IMPOSIBIL - Despicare beton – consultați informațiile producătorului
În trecut, ne-am întâlnit foarte des cu cerința de verificare pentru placa de bază parțial rezemată cu care IDEA StatiCa nu putea face față. Începând cu versiunea 20, această verificare lipsă este disponibilă.
Fiți în siguranță, economisiți timp, optimizați!
Proiectarea îmbinărilor oțel-beton poate fi o muncă foarte consumatoare de timp și solicitantă, dar setul de instrumente potrivit poate reduce rapid volumul de muncă. De aceea, calculul îmbinărilor de fundații metalice pe un bloc de beton este una dintre cele mai utilizate și solicitate funcționalități din IDEA StatiCa. Dacă doriți să verificați cum vă poate ajuta IDEA StatiCa să proiectați ancoraje mai rapid și mai eficient, puteți încerca gratuit timp de 14 zile.
Ancorarea este, de asemenea, unul dintre subiectele abordate cel mai frecvent în webinariile noastre. Înregistrările acestora sunt disponibile în Centrul nostru de Suport.
