S-ar putea spune: „Să proiectăm doar ceea ce standardul ne permite în mod explicit." Dar hai să facem o verificare a realității: pur și simplu nu așa funcționează lucrurile, fie că este vorba despre spații restrânse sau cerințe tehnice și arhitecturale. Astfel, ancorarea care ar putea fi considerată „la limită" (la figurat) – sau mai bine spus, tipuri specifice de ancorare – pot fi văzute peste tot în jurul nostru. Multe cazuri sunt calculate cu precizie și verificate cu metode mai avansate (chiar dacă acest lucru ar fi putut dura un timp excesiv de lung). Cu toate acestea, multe cazuri probabil nu au fost evaluate atât de riguros pe cât ar fi meritat.
IDEA StatiCa schimbă și dezvoltă de ceva vreme proiectarea îmbinărilor din oțel, a elementelor din oțel și beton, precum și a detaliilor din beton. Nu este vorba despre simplificarea fluxului de lucru prin calcul computerizat, ci în principal despre metodele inovatoare care ne permit să proiectăm ceea ce anterior era de neconceput. Cea mai recentă realizare a noastră, lansarea IDEA StatiCa Detail pentru 3D, extinde din nou posibilitățile de proiectare mai mult decât înainte.
Fie că faceți parte din grupul care se luptă zile întregi cu proiectele de ancorare, fie că vă bazați exclusiv pe experiență, dar apoi nu dormiți liniștit, continuați lectura.
Uși către noi posibilități
Dacă sunteți implicat în structuri ancorate, vă puteți gândi probabil la mai multe cazuri care v-au dat bătăi de cap. Iată câteva exemple pe care le-am identificat recent ca fiind foarte dificil de proiectat folosind doar practicile standard. Dar, cu ajutorul instrumentelor noastre IDEA Statica Connection și Detail, devine posibilă proiectarea într-un interval de timp relativ rezonabil.
Figura 1: Ancorare multiplă într-un bloc de beton
- Ancorare aproape de margine – Ancorarea aproape de margine este aproape imposibil de proiectat fără armătură, din cauza modului în care cedează betonul (cedare tip con și altele). Evaluarea ancorării în beton armat este, în sine, o activitate laborioasă – consultați acest articol pentru mai multe detalii: Nu mai trebuie să vă chinuiți cu proiectarea ancorării. Cu toate acestea, Detail (modul 3D) este conceput special pentru astfel de cazuri – beton armat. Prin adăugarea de armătură, putem preveni modurile de cedare care altfel ar apărea în betonul simplu. În același timp, utilizarea unei metode avansate cu elemente finite (3D CSFM) și implementarea acesteia în Detail transformă o sarcină foarte complexă într-una relativ simplă.
Figura 2: Exemple de ancorare aproape de o margine în Connection (inclusiv elemente din oțel) și în Detail (inclusiv armătură)
- Ancorare multiplă apropiată – Problema pe care o avem cu ancorele apropiate este că conurile interacționează între ele. Niciun ghid nu ne poate sfătui direct cum să evaluăm aceste cazuri. În literatura utilizată în mod obișnuit, fie că este EN sau ghidul fib, găsim mai mult sau mai puțin doar condiții și limitări pe care le putem considera în mod conservator. Ele ne recomandă pur și simplu să folosim distanțe care să permită evaluarea individuală a conurilor. Dar de îndată ce nu ne încadrăm în aceste condiții, suntem în impas. Cu toate acestea, în Detail, deoarece avem o metodă avansată bazată pe elemente finite, putem analiza comportamentul complex.
Figura 3: Ancorare multiplă într-un perete
- Ancorare multiplă în general (reazem de pod pe o fundație comună) – O situație tipică cauzată de încărcarea din vânt, în care unul dintre stâlpii unui reazem de grindă cu zăbrele este solicitat la întindere, iar celălalt la compresiune. Există o interacțiune reciprocă între conul de beton generat de grupul de ancore întinse și încărcarea de compresiune de la celălalt stâlp. Pentru un astfel de caz, Eurocode nu oferă o soluție analitică satisfăcătoare, nu doar pentru că este necesară inerent armarea fundației din beton, ci și pentru că trebuie folosită o analiză mai avansată, precum Detail și metoda sa 3D CSFM.
Figura 4: Ancorarea unui pod de conducte, proiectat de FEVIA s.r.o
- Luarea în considerare a armăturii existente în cazul renovărilor – Orice renovare sau extindere poate fi un alt exemplu interesant de utilizare a ancorării în Detail, deoarece, ideal, armătura existentă este inclusă.
Probleme care apar
Pe scurt:
Eurocode specifică moduri de cedare atât pentru întindere, cât și pentru forfecare, pentru ancore și beton:
Figura 5: Schema modurilor de cedare – Design of Steel-to-Concrete Joints Design Manual II
EN 1992-4 este dedicat în mod specific evaluării detaliate a betonului simplu. Cele mai multe dintre aceste cedări ale betonului pot fi prevenite prin adăugarea de armătură, ceea ce este chiar necesar în unele cazuri (vezi exemplele de mai sus). Cu toate acestea, standardul nu ne mai oferă îndrumări clare despre cum să abordăm această problemă.
O altă problemă apare atunci când conurile de beton interacționează între ele – Eurocode și alte lucrări de referință (fib bulletin 58) oferă doar condiții privind momentul și modul în care aceste conuri pot fi verificate separat.
Figura 6: CEB-FIB: Bulletin 58 – Design of anchorages in concrete (2011), cap. 1.2
Cunoaștem problemele care pot apărea în timpul proiectării, dar ce putem face în privința lor? Renunțăm sau...
...găsim o soluție.
Soluția
Detail poate rezolva cazurile de mai sus în mod foarte eficient. Permite evaluarea influenței armăturii asupra capacității portante și, de asemenea, permite evaluarea cazurilor neacoperite de standard. În combinație cu Connection, este apoi posibil să obținem verificări conform codului complete și cuprinzătoare pentru toate tipurile de cedări.
S-au scris deja multe despre ambele aplicații, dar cu siguranță nu strică să adăugăm o scurtă comparație și câteva resurse pentru o înțelegere mai profundă a metodelor:
- IDEA StatiCa Connection – axat pe evaluarea îmbinărilor din oțel, inclusiv ancorarea în beton. Ancorele sunt evaluate conform formulelor empirice în concordanță cu standardul. Blocul de beton este modelat folosind schema „Winkler", astfel încât evaluarea posibilă este doar pentru beton simplu.
- IDEA StatiCa Detail – Modelul din Detail este alcătuit din elemente finite, inclusiv armătura. Datorită ipotezei de bază conform căreia toată întinderea este preluată de armătură (în beton, întinderea este neglijată), soluția este potrivită doar pentru beton armat. Folosind 3D CSFM, obținem tensiunile din beton și armătură/ancore, care sunt evaluate cu valorile limită din Eurocode. În plus, obținem o imagine realistă a comportamentului structurii, cum ar fi fluxurile de tensiuni și deformațiile. Metoda 3D CSFM include efectele stării triaxiale de tensiune.
Figura 4: Comparație între Connection și Detail (date de intrare și modele)
După cum s-a menționat, este necesară o combinație a ambelor pentru o evaluare completă. Pentru un flux de lucru eficient, este activat un import din Connection în Detail, inclusiv parametrii și încărcările suplimentare.
Pentru a înțelege metoda, puteți accesa Fundamentele teoretice. Pentru a vă pune la curent cu funcționalitățile, accesați Notele de lansare.
Ce veți face?
Detail 3D (cu CSFM) reprezintă un pas semnificativ înainte, permițând proiectarea cazurilor mai complexe cu încredere. Deși unii ar putea fi neliniștiți de acest progres, tehnologiile de care dispunem ne permit să realizăm mai mult decât oricând – așadar, de ce să nu profităm de potențialul lor? Progresul este atât natural, cât și inevitabil.
La IDEA StatiCa, considerăm ancorarea doar un început. Este primul caz pe care l-am verificat complet și ne angajăm să ne extindem atenția către alte provocări în viitor.
Întrebarea este: Vă veți adapta la aceste progrese sau veți rezista schimbării?
- Concrete
- Reinforced concrete
- Steel
- Connection design
- Postare pe blog
Nu mai trebuie să vă luptați cu proiectarea ancorelor
Citește mai mult
- Concrete
- Reinforced concrete
- Knowledge base
3D Detail ieșit din Beta
Citește mai mult
- Concrete
- Reinforced concrete
- Knowledge base
Verificarea completă conform codului a ancorelor și a blocului de beton cu IDEA StatiCa (EN)
Citește mai mult
- Connection design
- Reinforced concrete
- Concrete
- Steel
- Knowledge base