3D Detail – ฐานรากคอนกรีตเสริมเหล็ก (BETA)

IDEA StatiCa เปิดตัว Detail (3D Beta) สำหรับแก้ปัญหางาน 3D เช่น การยึดพุกในบล็อกคอนกรีต โซลูชันนี้ช่วยให้คุณสามารถออกแบบได้โดยไม่ต้องลดทอนความซับซ้อนของปัญหา และได้รับการตรวจสอบตามสภาวะขีดจำกัดขั้นสุดท้าย (ULS) วิธีการที่นำมาใช้ใน IDEA Statica Detail (3D Beta) มีพื้นฐานมาจาก วิธีสนามความเค้นที่สอดคล้อง ที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว ซึ่งถูกปรับปรุงให้สามารถแก้ปัญหา 3D (ความเค้นสามแกน) ได้ นอกจากนี้ องค์ประกอบพื้นฐานยังถูกปรับให้เข้ากับมิติที่สาม บล็อกทึบเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่แทนคอนกรีตและสามารถเปลี่ยนรูปได้ในทั้งสามทิศทาง เพื่อให้สามารถสร้างแบบจำลองที่ซับซ้อนสำหรับฐานราก เราได้นำเสนอองค์ประกอบต่างๆ เช่น ฐานรองรับแบบพื้นผิว, แผ่นฐาน, พุก, และอื่นๆ อีกมากมาย องค์ประกอบทั้งหมดนี้ รวมถึงฟังก์ชันการทำงานของแต่ละองค์ประกอบ จะได้อธิบายไว้ในบทความต่อไปนี้

รูปทรงของบล็อกทึบ

บล็อกคอนกรีตสามารถสร้างแบบจำลองได้ด้วยประเภทชิ้นส่วนที่เรียกว่า "Solid block" ซึ่งสามารถกำหนดรูปทรงเรขาคณิตได้สองวิธี:

• รูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า – ตัวเลือกนี้เหมาะสำหรับการกำหนดฐานรากที่มีฐานเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าและความสูงคงที่ การกำหนดระยะยื่นสำหรับทุกด้านของบล็อกยังช่วยให้สามารถสร้างแบบจำลองฐานรากแบบลาดเอียงได้

• ฐานรูปหลายเหลี่ยมที่มีการกำหนดความสูง – ตัวเลือกที่สองสำหรับการกำหนดรูปทรงฐานรากคือการกำหนดรูปทรงฐานเป็นรูปหลายเหลี่ยมทั่วไป อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถสร้างฐานรากแบบลาดเอียงได้ตามที่อธิบายไว้ในตัวเลือกก่อนหน้า

ฐานรองรับแบบพื้นผิว

ฐานรองรับแบบพื้นผิวเป็นประเภทฐานรองรับเพียงชนิดเดียวที่สามารถกำหนดได้สำหรับแบบจำลองทึบ มีสองตัวเลือกสำหรับการกำหนดรูปทรง – สามารถกำหนดได้ทั้งพื้นผิวทั้งหมด หรือเป็นพื้นที่ทั่วไปที่มีเส้นขอบกำหนดโดยเส้นหลายส่วน (polyline)

ข้อดีของฐานรองรับแบบพื้นผิวคือความสามารถในการกำหนดความแข็งและตั้งค่าพฤติกรรมไม่เชิงเส้นที่จำลองการสัมผัสกับดิน ฐานรองรับที่กำหนดโดยรูปทรงทั่วไป (polyline) สามารถใช้จำลองเสาเข็มได้

อุปกรณ์ถ่ายโอนแรง

โดยเฉพาะสำหรับการยึดพุก มีการพัฒนาองค์ประกอบสองแบบสำหรับถ่ายโอนแรง:

• แผ่นฐาน – รูปทรงของแผ่นฐานสามารถกำหนดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือเส้นหลายส่วนทั่วไปได้ แผ่นฐานสามารถสร้างแบบจำลองร่วมกับส่วนของเสา (ตัวเลือก "Load transfer – Column") หรือโดยไม่มีเสา (ตัวเลือก "Load transfer – Forces") เมื่อเลือกตัวเลือก "Load transfer – Forces"  แรงที่กำหนดจะถูกนำไปใช้กับแผ่นฐานโดยตรง เมื่อมีการกำหนดเสาเหล็ก (โดยหน้าตัดและความยาว) แรงจะถูกนำไปใช้ที่ด้านบนของเสา และความแข็งของเสาจะช่วยกระจายความเค้นไปยังแผ่นฐานได้อย่างถูกต้อง

• พุกเดี่ยว – พุกเดี่ยวเป็นองค์ประกอบแบบ 1 มิติที่ช่วยให้สามารถถ่ายโอนแรงตามแนวแกนได้ พุกสามารถเชื่อมต่อกับแผ่นฐานได้โดยอัตโนมัติ หรือสามารถรับแรงโดยตรงจากแรงกระทำแบบจุด*

*มีข้อจำกัดหลายประการสำหรับพุกใน BETA 

พุกส่งผ่านเฉพาะแรงอัดและแรงดึงเท่านั้น แรงเฉือน หากนำเข้าจาก Connection จะถูกถ่ายโอนโดยแรงเสียดทานระหว่างบล็อกคอนกรีตและแผ่นฐาน มีเพียงแรงตามแนวแกนเท่านั้นที่สามารถใช้กับพุกได้ 

มีพุกสองประเภทที่แตกต่างกันในแอปพลิเคชัน Detail:

• Cast-in place – เหล็กเสริม
• พุกแบบกาว (Adhesive anchor)

สำหรับพุกแบบกาว มีพารามิเตอร์อีกตัวหนึ่งที่นำเข้ามาในการวิเคราะห์ – ความแข็งแรงของแรงยึดเหนี่ยว (Bond strength) ค่านี้ถูกกำหนดค่าเริ่มต้นไว้ที่ 2 MPa และควรปรับโดยผู้ใช้ตามข้อมูลในเอกสารข้อมูลจากผู้ผลิตพุก

แรงกระทำ

การเพิ่มกลุ่มของแรงและแรงกระทำแบบพื้นผิวมีความสำคัญต่อความสะดวกในการใช้งาน โดยรวมแล้ว เรารองรับประเภทแรงกระทำสามประเภท:

• แรงกระทำแบบพื้นผิว – แรงกระทำแบบพื้นผิวสามารถใช้กับพื้นผิวคอนกรีตใดๆ ได้ สามารถใช้กับพื้นผิวทั้งหมดหรือเพียงบางส่วนเหนือพื้นที่ที่กำหนด ซึ่งกำหนดโดยเส้นขอบ (polyline)
• แรงกระทำแบบจุด
• กลุ่มของแรง – กลุ่มของแรงเป็นองค์ประกอบที่กำหนดแรงกระทำแบบจุดหลายจุดที่ทำงานร่วมกันเป็นกลุ่ม สามารถใช้กับแผ่นฐานหรือพื้นผิวคอนกรีตได้ ประเภทแรงกระทำนี้สามารถใช้จำลองแรงในรอยเชื่อมที่ถ่ายโอนความเค้นจากเสาไปยังแผ่นฐาน

เหล็กเสริม

มีการพัฒนาเหล็กเสริมประเภทใหม่ ทำให้สามารถเสริมเหล็กในฐานรากได้อย่างเพียงพอ กลุ่มของเหล็กเส้น มีตัวเลือกหลายแบบสำหรับการกำหนดเหล็กเสริม:

• โดยสองจุด
• บนขอบพื้นผิว – บนขอบพื้นผิว – ชั้นเหล็กเสริมจะถูกสร้างขึ้นขนานกับพื้นผิวที่เลือก ผู้ใช้กำหนดเหล็กเส้นหลายเส้นในหนึ่งชั้นและจำนวนชั้นที่ขนานกับพื้นผิวที่เลือก

• บนขอบพื้นผิวหนึ่งขอบหรือมากกว่า – บนขอบพื้นผิวหนึ่งขอบหรือมากกว่าช่วยให้สามารถสร้างแบบจำลองชั้นเหล็กเสริมที่มีรูปทรงซับซ้อน (เส้นโค้งระนาบที่สัมพันธ์กับพื้นผิวคอนกรีตใดๆ) ดังนั้น ชั้นจะถูกกำหนดโดยเหล็กเส้นเพียงเส้นเดียว อย่างไรก็ตาม สามารถกำหนดชั้นขนานหลายชั้นได้ ระยะหุ้มคอนกรีตสามารถกำหนดได้อย่างอิสระสำหรับแต่ละขอบ นี่เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างแบบจำลองเหล็กปลอก

• บน polyline

ผลลัพธ์

ภายในแท็บผลลัพธ์ คุณจะพบการประเมินพื้นฐานสามแบบตาม ULS (สภาวะขีดจำกัดขั้นสุดท้าย)

ผลลัพธ์ของความเค้นและความเครียดในคอนกรีตและเหล็กเสริมจะแสดงในส่วน "Strength" ความเค้นแรงยึดเหนี่ยวและค่าที่เกี่ยวข้องพบได้ในการตรวจสอบ "Anchorage" ค่าที่สำคัญมากของการเปลี่ยนรูปแบบไม่เชิงเส้นจะแสดงในการตรวจสอบ "Auxiliary"

ข้อจำกัดของเวอร์ชัน 3D BETA

เป้าหมายของเวอร์ชัน BETA ที่เปิดตัวคือการให้โอกาสผู้ใช้ของเราได้ทำความคุ้นเคย ทดสอบโซลูชัน และให้ข้อเสนอแนะแก่เรา เพื่อชี้แจงความคาดหวังจากเวอร์ชัน BETA ของ 3D Detail มีข้อจำกัดบางประการในเวอร์ชันปัจจุบัน:

• ไม่มีการถ่ายโอนแรงเฉือนในพุก – แรงเฉือนถูกถ่ายโอนโดยแรงเสียดทานระหว่างแผ่นฐานและพื้นผิวบล็อกคอนกรีตเท่านั้น
• ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์และการตรวจสอบตามมาตรฐานจำกัดอยู่ที่ ULS (สภาวะขีดจำกัดขั้นสุดท้าย)
• เวลาในการคำนวณของแบบจำลองบล็อกคอนกรีตและแผ่นฐานเดี่ยวที่มีตารางพุกอาจใช้เวลาถึง 10 นาที
• Sections สำหรับการแสดงผลลัพธ์จะพร้อมใช้งานใน BETA 2
• ไม่ได้นำน้ำหนักตัวเองขององค์ประกอบแบบจำลองมาพิจารณา
• สามารถใช้บล็อกทึบคอนกรีตได้เพียงบล็อกเดียวในแบบจำลอง

โซลูชัน 3D สำหรับ Detail กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาอย่างเข้มข้นและกระบวนการตรวจสอบความถูกต้อง ในเวอร์ชัน 24.0 มีการเปิดตัว 3D Detail เวอร์ชัน BETA แรก โดยคาดว่า BETA 2 จะเปิดตัวในเดือนกรกฎาคม 2024 พร้อมการปรับปรุงการตีความผลลัพธ์ ลดรายการข้อจำกัดในปัจจุบัน และนำเสนอคุณสมบัติเพิ่มเติม เวอร์ชัน BETA ของ 3D Detail จะถูกเปลี่ยนเป็นเวอร์ชัน ALPHA หลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการตรวจสอบความถูกต้องอย่างละเอียด และจะเปิดตัวพร้อมกับเวอร์ชัน 24.1

คำอธิบายแบบจำลองและการตรวจสอบความถูกต้อง

หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแบบจำลองเชิงวิเคราะห์ของ 3D Detail โปรดอ่านบทความข้อมูลพื้นฐานทางทฤษฎี:

• แบบจำลองวัสดุคอนกรีตสำหรับ 3D Detail

นอกจากนี้ การตรวจสอบความถูกต้องครั้งแรกของแบบจำลองและผลลัพธ์ของ 3D Detail ได้รับการเผยแพร่ในบทความต่อไปนี้:

• การตรวจสอบความถูกต้อง 3D Detail: การทดสอบการดัดแบบง่าย
• การตรวจสอบความถูกต้อง 3D Detail: การทดสอบพุก
• การตรวจสอบความถูกต้อง 3D Detail: การทดสอบแรงเฉือนในคานที่มีปริมาณเหล็กปลอกน้อย

นอกจากนี้ คุณสามารถอ้างอิงบทความข้อมูลพื้นฐานทางทฤษฎีของ Detail ซึ่งครอบคลุมทั้งแบบจำลอง 2D และ 3D เกี่ยวกับ Finite Element และการตีความผลลัพธ์ ULS:

• ประเภทของ Finite Element
• คำอธิบายทั่วไปเกี่ยวกับผลลัพธ์ ULS ในแอปพลิเคชัน Detail

เราให้สิทธิ์คุณเข้าถึงเวอร์ชัน Beta นี้ล่วงหน้าเพื่อให้คุณได้ทดลองใช้ด้วยตัวเอง ในขณะที่เรายังคงดำเนินการทดสอบอย่างเข้มงวดต่อไปในกระบวนการตรวจสอบความถูกต้อง สิ่งนี้เปิดให้ผู้ใช้ปัจจุบันที่มีเวอร์ชันล่าสุดและมีการดูแลรักษา (maintenance) ที่ยังใช้งานได้เข้าถึง หากคุณตรงตามข้อกำหนดเบื้องต้น คุณสามารถขอสิทธิ์เข้าถึงฟรีได้โดยคลิกที่ไอคอน Beta Detail ในแถบเครื่องมือของแอป Connection ซึ่งจะพาคุณไปยัง หน้านี้ ซึ่งคุณสามารถกรอกแบบฟอร์มและขอเข้าร่วมโปรแกรม Beta เพื่อรับสิทธิ์เข้าถึง 3D Detail ได้ฟรี

หมายเหตุ: การตรวจสอบตามมาตรฐานใน 3D Detail ในปัจจุบันรองรับเฉพาะ Eurocode (EN) เท่านั้น