Proiectarea fără probleme a stâlpilor zvelți din beton
Introducere
Ce vă trece prin minte când trebuie să proiectați și să verificați un stâlp zvelt din beton armat?
- Ce abordare să alegeți, metodele simplificate sau cele mai precise
- Utilizarea unui instrument software specializat sau a propriilor foi de calcul Excel
- Dacă instrumentele sau foile de calcul Excel suportă o secțiune transversală generală din beton armat
- Cum să surprindeți pierderea stabilității unui stâlp zvelt
Puteți spune că nu vă puteți baza pe metode simplificate și preferați să alegeți o abordare mai precisă și mai sigură, bazată pe analiza neliniară. Utilizarea unor metode mai avansate, definirea neliniarităților materiale și geometrice sună foarte complicat și consumator de timp.
Sau nu există un instrument cu care să puteți proiecta și efectua verificarea conform codului pentru stâlpi zvelți din beton cu ușurință, luând totuși în considerare metoda mai avansată? Ba da, există!
Descoperiți noua funcționalitate Proiectarea și verificarea stâlpilor zvelți conform Eurocod în IDEA StatiCa Concrete.
Flux de lucru
Nu a fost niciodată mai simplu. Urmați doar fluxul de lucru în patru pași pentru a proiecta și a efectua verificarea conform codului pentru stâlpi zvelți din beton armat.
four-step workflow-GMNA
- Creați geometria structurii, inclusiv condițiile la limită și armătura
- Supuneți elementele analizate și cele conexe la efectele încărcărilor
- Rulați analiza neliniară și evaluarea
- Generați raportul cu toate figurile, rezultatele și verificările importante
Doriți să fiți și mai eficient? Combinați primii doi pași consumatori de timp într-unul singur!
Utilizați software-ul FEA preferat (SCIA Engineer, RFEM, AxisVM, SAP2000, Robot etc.) și conectați structura analizată cu IDEA StatiCa Checkbot. Din Checkbot puteți rula cu ușurință analizele neliniare pentru a proiecta și verifica stâlpii zvelți.
Metoda din spate
Metoda se bazează de fapt pe evaluarea tensiunilor și deformațiilor în secțiunile transversale din beton armat în care un element analizat este împărțit automat. Tot ce trebuie să aveți grijă este să armați corespunzător elementul analizat.
Fiecare secțiune din beton armat este discretizată automat conform configurației solverului GMNA. Valorile implicite pot fi găsite în butonul de setări. Datorită discretizării corespunzătoare a secțiunii din beton armat, se obțin rezultate foarte detaliate pentru fiecare fibră de beton și bară de armătură. Puteți influența plasa de beton și oțel, precum și numărul de diviziuni pe lungimea elementului analizat.
Comportamentul betonului și al oțelului este surprins prin diagramele lor efort-deformație, respectiv parabolică-dreptunghiulară și bilineară cu ramură înclinată.
GMNA în sine constă din trei tipuri de analiză:
- Analiza neliniară materială (MNA)
- Analiza liniară de flambaj (LBA)
- Analiza geometrică și materială neliniară cu imperfecțiuni (GMNIA)
În primul rând, se efectuează analiza neliniară materială (MNA). Dacă nu este necesar să luați în considerare neliniaritatea geometrică și imperfecțiunile, vă puteți opri aici și proiectarea este finalizată. Apoi, valorile furnizate (tensiune și deformație) sunt verificate cu valorile limită definite de cod. Rezultatele detaliate ale fibrei de beton și ale barei de armătură particulare sunt prezentate grafic pentru secțiunea transversală selectată și listate în tabel cu toate valorile corespunzătoare de tensiune și deformație. Puteți verifica rezultatele separat pentru beton și armătură.
Dacă nu este suficient să se ia în considerare doar neliniaritatea materială și este necesară și luarea în considerare a celei geometrice, atunci este momentul să se utilizeze analiza liniară de flambaj (LBA), ale cărei rezultate sunt modurile proprii și sarcinile critice ale elementului analizat. Această analiză ajută inginerul să determine pierderea teoretică a stabilității unei structuri supuse încărcărilor active.
Nu ar fi sigur să se ia în considerare doar forma teoretică de flambaj a structurii, deoarece există imperfecțiuni inițiale. De aceea, tabelul de rezultate permite definirea amplitudinii imperfecțiunii pentru fiecare mod propriu. Imperfecțiunea trebuie definită de inginer pe baza experienței sau a recomandărilor din cod.
Până la șase moduri proprii sunt rezultatele analizei liniare de flambaj (LBA).
Odată ce imperfecțiunea este definită, aceasta este aplicată automat proporțional elementului, iar apoi puteți efectua ultimul tip de analiză – analiza geometrică și materială neliniară cu imperfecțiuni (GMNIA).
Prin această analiză, luați în considerare toate sursele de neliniarități, cum ar fi cele materiale și geometrice, inclusiv imperfecțiunile. Valorile de ieșire ale analizei GMNA sunt din nou tensiunile și deformațiile în cadrul secțiunii transversale particulare.
Verificarea se bazează pe compararea cu valorile limită definite de cod. Puteți observa rezultatele detaliate sau generale, atât pentru beton, cât și pentru armătură. În panglica Rezultate verificare conform codului comutați între valorile de ieșire ale tensiunii, deformației și deplasării și verificările conform codului relevante.
Exemplu practic
Imaginați-vă o structură globală în SCIA Engineer. Trebuie să furnizați un proiect sigur și economic pentru o astfel de clădire. Partea problematică este cum să definiți lungimile de flambaj ale unui stâlp a cărui înălțime este egală cu înălțimea totală a clădirii (14,2 m) și să luați în considerare toate neliniaritățile posibile, deoarece stabilitatea va juca un rol semnificativ la proiectarea unui astfel de element zvelt.
Fluxul de lucru ar putea fi următorul:
- Creați modelul global al structurii în SCIA Engineer
- Definiți cazurile de încărcare și combinațiile și rulați analiza liniară globală în SCIA Engineer
- Utilizați legătura BIM între SCIA Engineer și IDEA StatiCa prin care importați geometria, încărcările și rezultatele
- Importați întreaga structură prin fișierul SAF în aplicația IDEA StatiCa Checkbot unde definiți elementul analizat (stâlpul zvelt) și selectați combinațiile critice
- Lansarea elementului analizat (stâlpul zvelt) în IDEA StatiCa Member
- Verificarea corectitudinii importului - geometrie și încărcări
- Proiectați armătura stâlpului
- Rulați toate tipurile de analize neliniare (MNA, LBA, GMNIA)
- Optimizați geometria stâlpului sau armătura
- Tipăriți raportul de calcul cu toate rezultatele importante, verificările conform codului și figurile
Experiența utilizatorului
Testați noua funcționalitate și spuneți-ne opinia dumneavoastră. Nu ezitați să descărcați fișierul zip atașat și să îl încercați pe cont propriu.
Doriți să îmbunătățiți ceva? Am dori să primim feedback-ul dumneavoastră.
După cum ați putut observa, verificările nu depind de cod în sensul diverselor formule sau fluxuri de lucru recomandate de cod profund integrate, ci sunt conforme cu codul prin utilizarea valorilor limită ale tensiunii și deformației din cod, în beton și armătură. Până în prezent, Eurocodul a fost implementat. Sunteți interesat de implementarea altor coduri? Anunțați-ne!
