2.2 ฐานรองรับและองค์ประกอบถ่ายแรง

เพื่อจำลองสถานการณ์ส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการก่อสร้าง มีฐานรองรับหลายประเภท (รูปที่ 7) และองค์ประกอบที่ใช้สำหรับถ่ายแรง (รูปที่ 8) ให้เลือกใช้ใน CSFM

ฐานรองรับ

ฐานรองรับแบบจุดสามารถจำลองได้หลายวิธีเพื่อให้แน่ใจว่าความเค้นไม่รวมตัวอยู่ที่จุดเดียว แต่กระจายไปทั่วพื้นที่ที่กว้างขึ้น ตัวเลือกแรกคือฐานรองรับแบบจุดกระจาย (รูปที่ 7a) ซึ่งกระจายแรงบนขอบของชิ้นส่วนอย่างสม่ำเสมอตามความกว้างที่กำหนด

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7\qquad Various types of supports:}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{(a) point distributed; (b) bearing plate; (c) line support; (d) patch support; (e) hanging.}}}$$

ในทางกลับกัน ฐานรองรับแบบ patch (รูปที่ 7d) สามารถวางได้เฉพาะภายในปริมาตรของคอนกรีตที่มีรัศมีประสิทธิผลที่กำหนดไว้เท่านั้น จากนั้นจะเชื่อมต่อด้วยชิ้นส่วนแข็งเกร็งไปยัง node ของตาข่ายเหล็กเสริมภายในรัศมีนี้ ดังนั้น จึงจำเป็นต้องกำหนดกรงเหล็กเสริมรอบฐานรองรับแบบ patch

เพื่อการจำลองสถานการณ์จริงบางกรณีได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ยังมีตัวเลือกอื่นอีกสองแบบสำหรับฐานรองรับแบบจุด ประการแรกคือฐานรองรับแบบจุดที่มีแผ่นรองรับแรงซึ่งกำหนดความกว้างและความหนา (รูปที่ 7b) วัสดุของแผ่นรองรับแรงสามารถระบุได้ และแผ่นรองรับแรงทั้งแผ่นจะถูกสร้างตาข่ายแยกต่างหาก ประการที่สองคือฐานรองรับแบบแขวน (รูปที่ 7e) ซึ่งสามารถใช้สำหรับจำลองห่วงยก (lifting anchors) หรือ stud ยก (lifting studs)

ฐานรองรับแบบเส้น (รูปที่ 7c) สามารถกำหนดบนขอบ (โดยระบุความยาว) หรือภายในชิ้นส่วน (โดย polyline) นอกจากนี้ยังสามารถระบุความแข็งเกร็งและ/หรือพฤติกรรมไม่เชิงเส้น (ฐานรองรับในแรงอัด/แรงดึง หรือเฉพาะแรงอัด) ได้อีกด้วย

• อ่านคำอธิบายโดยละเอียดใน ประเภทของฐานรองรับใน IDEA StatiCa Module รายละเอียด

องค์ประกอบถ่ายแรง

การนำแรงเข้าสู่โครงสร้างก็สามารถจำลองได้หลายวิธีเช่นกัน สำหรับแรงแบบจุด สามารถใช้แผ่นรองรับแรง (รูปที่ 8a) ได้เช่นเดียวกับฐานรองรับแบบจุด โดยกระจายแรงกระจุกตัวไปยังพื้นที่ที่กว้างขึ้นด้วยแผ่นเหล็กที่กำหนดความกว้างและความหนา 

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 8\qquad Various types of load transfer components:}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{(a) bearing plate; (b) patch load; (c) hanging; (d) partially loaded area.}}}$$

แรงแบบจุดสามารถกระทำได้โดยตรงบนพื้นผิวของโครงสร้างด้วยรัศมีการกระทำที่กำหนด (แรงกระทำต่อชิ้นส่วนคอนกรีต) หรือผ่านอุปกรณ์ถ่ายแรงพิเศษที่เรียกว่า patch load (รูปที่ 8b และรูปที่ 9) patch load ช่วยให้สามารถถ่ายแรงโดยตรงไปยังเหล็กเสริมที่กำหนดไว้ซึ่งอยู่ภายในพื้นที่ของรัศมีประสิทธิผล เพื่อให้แน่ใจว่า patch load ทำงานได้อย่างถูกต้อง จำเป็นต้องกำหนดกลุ่มเหล็กเสริมที่จะเชื่อมต่อกับแรงนั้น (ในคุณสมบัติของเหล็กเสริม) เมื่อไม่ได้กำหนดเหล็กเสริมที่เชื่อมต่อกัน กลไกการถ่ายแรงจะเหมือนกับแรงแบบจุดที่วางบนพื้นผิวของชิ้นส่วน และแรงจะถูกถ่ายผ่านข้อจำกัด (constraints) ไปยังชิ้นส่วนคอนกรีต ไม่ใช่ถ่ายไปยังเหล็กเสริมโดยตรง 

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 9\qquad Patch load: (a) load application; (b) load transferred through rebars (a group of bars for the load transfer is defined);}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{(c) load transferred through concrete (a group of bars for the load transfer is not defined).}}}$$

ห่วงยก (lifting anchors) หรือ stud ยก (lifting studs) สามารถจำลองได้ด้วยแรงแบบแขวน (รูปที่ 8c) ผู้ใช้สามารถใช้พื้นที่รับแรงบางส่วน (partially loaded area) (รูปที่ 8d) ซึ่งช่วยเพิ่มกำลังรับแรงอัดของคอนกรีตตามมาตรฐาน Eurocode (ไม่สามารถใช้องค์ประกอบถ่ายแรงประเภทนี้ได้เมื่อตั้งค่าเป็น ACI) โครงสร้างยังสามารถรับแรงแบบเส้นบนขอบ โดย polyline ทั่วไป หรือโดยแรงพื้นผิวได้อีกด้วย Detail application สามารถพิจารณาน้ำหนักตัวเอง (self-weight) โดยอัตโนมัติในการวิเคราะห์