Integrare Connection în Detail: Placă turnată în beton cu ancore mixte (EN)

Vă rugăm să rețineți că acest proiect real utilizează o geometrie optimizată care poate genera avertismente standard EN privind detaliile de execuție. Păstrăm parametrii originali pentru autenticitate. Consultați figura de mai jos.

Dacă doriți să omiteți proiectarea îmbinării și să treceți direct la analiza Detail 3D, descărcați fișierul Detail 3D și continuați cu Capitolul 5.

1 Proiect nou

Rulați IDEA StatiCa Connection. Totul începe din fila Steel. 

Ajustați setările implicite pentru Materiale, apoi faceți clic pe Creare proiect gol.

2 Proiectare

După crearea unui proiect gol, modificați secțiunea transversală a elementului la UB 610 x 305 x 238.

Acum, adăugați o altă operație de fabricație și selectați Placă de bază.

Continuați cu următoarea operație și alegeți Grilă de dispozitive de fixare sau Contact pentru a genera dornuri cu cap.

Adăugați o altă Grilă de dispozitive de fixare sau Contact pentru a genera ancore de armătură.

Modificați rotația armăturii în operația GRD2 selectând Editor.

Adăugați o placă de rigidizare.

Sudați placa de rigidizare la placa de bază folosind operația Sudură generală sau contact.

Adăugați operația Tăiere element.

Adăugați ultima operație în îmbinare, Grilă de dispozitive de fixare sau Contact.

Să modificăm parametrul Forțe în pentru a seta poziția articulației.

Introduceți forțele interioare pentru ancorare.

• Notă: Vom utiliza doar încărcarea la forfecare pentru acest proiect de grindă. Pentru simplificarea tutorialului, Forța de legătură din combinația SLU Accidentală, care a fost luată în considerare în proiectul real, a fost exclusă.

3 Verificare

Treceți la fila Verificare -> Calculați. Verificarea conform codului demonstrează modul de cedare la ancore. În mod implicit, blocul de beton este considerat fisurat.

Să explorăm rezultatele. Selectați Tensiune echivalentă, Forță în șurub, Plasă, Deformat și Ancore. În general, tabelul arată care ancore sunt aprobate și care nu.

Acum, să analizăm detaliile ancorelor care nu satisfac verificarea, pentru a identifica care verificări conform codului sunt satisfăcătoare și care nu.

Motivul neîndeplinirii verificării ancorelor: 

• Conform EN 1992-4, Cl. 1.2(4), proiectarea grupurilor de ancore care conțin tipuri diferite de ancore este în afara domeniului de aplicare al standardului. În consecință, verificarea conform codului eșuează în mod implicit. Pentru a verifica corect această configurație, este necesară o analiză detaliată utilizând modulul 3D Detail.
• Această limitare poate fi rezolvată cu ușurință în Detail 3D, bazat pe metoda CSFM, care înlocuiește evaluarea analitică simplificată din Connection cu o analiză riguroasă 3D efort-deformație.

Armătură suplimentară (EN 1992-4 – 7.2.1.9; 7.2.2.6):

• Verificarea analitică conform codului eșuează pentru conul de beton, necesitând armătură suplimentară pentru a prelua întreaga încărcare la întindere (356,3 kN) și la forfecare (400,0 kN). Acest lucru este critic datorită configurației de ancore „mixte".
• Această limitare poate fi rezolvată cu ușurință în Detail 3D pentru a confirma eficiența armăturii. Dacă se verifică manual, se presupune capacitate zero a betonului și se asigură că aria armăturii acoperă forțele totale raportate.

Adâncime de înglobare (EN 1992-1-1 – Ecuația 8.6)

• Avertismentul privind lungimea de ancoraj insuficientă apare deoarece acest tutorial reprezintă un exemplu real cu un perete subțire și ancore puțin adânci. Integritatea structurală a proiectului este demonstrată în continuare în aplicația Detail.

4 Export

Condiții prealabile pentru export: 

• Modelul trebuie calculat, iar rezultatele incluse.

Mergeți la fila Verificare -> Verificare RC -> Salvare.

Exportul este permis doar pentru topologia de ancorare. Exportul permite transferul:

• Blocului de beton
• Ancorelor
• Plăcii de bază
• Încărcărilor

Informații suplimentare și parametri setați conform setărilor corespunzătoare din îmbinare:

• Transfer la forfecare (prin Ancore, Pivoți de forfecare și Frecare) 
• Material
• Tip de ancorare: Post-instalate (Adeziv) / Turnat in situ
• Tip de ancorare la capăt: Placă tip șaibă / Drept / Cârlig / Dorn cu cap
• Coeficient de frecare
  

5 Proiectare

Această secțiune vă va permite să modificați Elementele, Rezemările, Încărcările și Combinațiile și să adăugați un ansamblu de armătură.

Rezemare

În acest exemplu, îmbinarea este ancorată într-un perete continuu pe toate laturile. Pentru astfel de submodele, utilizăm rezemări rigide cu armătură continuă. Această configurație simulează continuitatea peretelui, permițând transferul forțelor de întindere în ciuda setărilor de compresiune exclusivă, fără a necesita definiții complexe ale rigidității.

 Să aplicăm rezemările modelului:

Dispozitive de transfer

Ancorele sunt importate din IDEA StatiCa Connection. Deoarece proiectul utilizează două tipuri diferite de ancore, vom separa transferul de încărcare pentru a asigura un comportament sigur și previzibil. Această abordare este aliniată cu practica standard de inginerie din Marea Britanie pentru a rezolva limitarea EN 1992-4 (Cl. 1.2(4)), care exclude grupurile de ancore mixte din domeniul de aplicare al standardului. Prin atribuirea forfecării și întinderii unor grupuri specifice de ancore, creăm un traseu de încărcare verificat, conform cerințelor de siguranță.

Ancore SF1 – SF6: Activați Activ pentru transfer la forfecare și dezactivați Activ pentru transfer forțe axiale.

Ancore de armătură SF7 – SF10: Faceți invers – dezactivați Activ pentru transfer la forfecare și activați Activ pentru transfer forțe axiale

Dacă ați proiecta o fundație de la zero în aplicația Detail, ambele opțiuni ar fi activate implicit. La transferul forfecării, trebuie să determinați care ancore vor prelua forța și să le selectați corespunzător. Aceasta este aliniată cu cerințele EN, care specifică că forfecarea trebuie atribuită doar ancorelor eficiente pentru verificarea cedării marginii de beton.

Armături

Să mărim înălțimea și lățimea blocului de beton. Aceasta oferă o vedere mai clară a modelului și ne permite să observăm profilul complet al tensiunilor de-a lungul barelor.

Setați Acoperirea cu beton la 30 mm; aceasta va servi ca valoare implicită pentru armătură. De asemenea, setați Tipul de ancoraj implicit pentru barele longitudinale și etrieri.

Înainte de a defini armătura, dezactivați butonul Bare. Aceasta asigură că doar grupul specific de bare pe care îl selectați în prezent este vizibil, menținând vederea curată și neaglomerată.

Apoi, inserați un nou Grup de bare 3D (sau copiați cel existent) pentru a crea armătura longitudinală orizontală continuă (armătura principală la ambele suprafețe).

Duplicați operația pentru a adăuga armătura verticală continuă la ambele suprafețe și ajustați setările conform celor prezentate mai jos.

Conform calculelor structurale, armătura suplimentară la forfecare nu este necesară în afara perimetrului de forfecare. Prin urmare, pașii următori se concentrează exclusiv pe crearea armăturii la forfecare în interiorul perimetrului de forfecare pe baza proiectului original.

Adăugați un alt element selectând din nou Ansamblu armătură > Grup de bare 3D și modificați Proprietățile.

Duplicați operația GB3D3 și actualizați opțiunile de mai jos pentru a defini armătura la forfecare.

Continuați prin copierea operației GB3D4 și modificarea parametrilor.

Acum, copiați operația GB3D5 și modificați setările pentru a îndeplini cerințele perimetrului de forfecare.

Reutilizați operația GB3D3 copiind-o și ajustând valorile.

Copiați operația GB3D7 și modificați opțiunile.

Creați o altă copie a operației GB3D5 și aplicați modificările de mai jos.

În final, copiați operația GB3D9 și actualizați opțiunile finale de armătură.

Acum, să definim armătura constructivă la forfecare. Deși nu este cerută de calculul structural — deoarece betonul singur satisface verificarea capacității la forfecare în acest caz specific — trebuie totuși să respectăm regulile standard de detaliere. Mai mult, IDEA StatiCa Detail necesită ca modelul să reflecte cu acuratețe dispunerea reală a armăturii.

• Notă: Din perspectivă computațională, definirea acestei armături în aplicația Detail este esențială. Așa cum se menționează în Baza teoretică a metodei CSFM, și de asemenea în cartea lui Kaufmann despre CSFM.

Creați o altă copie a operației GB3D11 și aplicați modificările de mai jos.

Copiați operația GB3D12 și modificați opțiunile.

În final, copiați operația GB3D13 și actualizați opțiunile finale de armătură.

Încărcări și combinații

Combinațiile sunt preluate din IDEA StatiCa Connection. Toate consecințele importului sunt menționate
în acest articol.

Să adăugăm Greutatea proprie:

Creați o combinație cu Greutatea proprie și adăugați coeficientul pentru greutatea proprie = 1,35 conform codului
EN 1991-1-1

6 Verificare

Înainte de a rula analiza, recomandăm cu tărie modificarea multiplicatorului de plasă la 2 sau 3 pentru a accelera calculul. Deși acest pas nu este obligatoriu, reduce semnificativ timpul de calcul și ajută la detectarea timpurie a eventualelor probleme de divergență. Dacă analiza rulează fără probleme, puteți reveni la multiplicatorul de plasă la 1 pentru rezultatele finale.

Rezultate

Tensiunea principală echivalentă

Tensiunea principală echivalentă (EPS) în beton este determinată pe baza comportamentului triaxial al blocului de beton. Zonele supuse celor mai mari încărcări sunt identificate și evidențiate. Pentru a oferi o perspectivă asupra efectului confinării față de compresiunea uniaxială, tensiunea echivalentă este calculată utilizând factorul kappa. 

Deformație plastică

Pentru a inspecta comportamentul intern al blocului de beton, comutați la vederea Deformație plastică (ε_pl). Utilizați butonul + Nou pentru a crea Secțiuni și ajustați Definiția planului (poziție și rotație) în fereastra de proprietăți pentru a tăia prin zonele critice. Aceasta evidențiază unde betonul suferă deformații plastice. Puteți salva aceste vederi în Galerie pentru Raportul final. Mai multe informații sunt disponibile în acest articol.

Tensiunea în bare

Rezultatele afișează raportul σ_s / σ_{s; yield} (tensiune față de limita de curgere), identificând barele cele mai solicitate printr-o scară de culori. Valorile detaliate pentru tensiune, deformație și grad de utilizare pentru toate grupurile de bare sunt listate în fila Armătură.

Rezultate detaliate similare sunt disponibile și pentru Ancore.

Ancorare

Verificați din nou setările de Ancorare și activați Forța totală în ancore (F_tot). Forțele din ancore pot varia ușor datorită diferențelor în abordările de calcul pentru blocul de beton. Diferențele nu sunt semnificative, totuși. 

Fila Ancorare verifică rezistența de aderență dintre armătură și beton. Aceasta asigură că lungimea de ancoraj furnizată este suficientă pentru a transfera forțele. Verificarea compară tensiunea de aderență reală (τ_b) cu rezistența ultimă la aderență (f_bd) pentru a preveni cedarea prin smulgere. Puteți afișa aceste rezultate separat pentru Armătură și Ancore.

Deformații

Comutați la fila Auxiliar și activați Deformația. Deși limitele de deformație nu sunt prescrise pentru SLU (Starea Limită Ultimă), examinarea formei deformate reprezintă o verificare de control esențială. Aceasta asigură că modelul este stabil și nu prezintă deplasări sau rotații nerealiste (de exemplu, din cauza elementelor deconectate). Această inspecție vizuală ajută la identificarea rapidă a oricăror potențiale probleme de modelare.

7 Raport

În final, mergeți la Raport -> Detaliat -> Generare. IDEA StatiCa oferă un raport complet personalizabil pentru tipărire sau salvare într-un format editabil.

Ați efectuat o verificare completă de proiectare conform EN 1993-1-8 (îmbinări metalice), EN 1992-4 (ancore) și EN 1992-1-1 (structuri din beton). Îmbinarea metalică și ancorarea au fost verificate în IDEA StatiCa Connection, în timp ce integritatea blocului de beton și armătura au fost analizate în IDEA StatiCa Detail utilizând metoda CSFM conformă cu EN 1992-1-1.