IDEA StatiCa ile ankraj ve beton bloğun tam kod kontrolü (EN)
Eurocode, ankrajların ve beton temellerin çeşitli göçme biçimlerini belirtmekte ve bunları yükleme türüne göre daha da sınıflandırmaktadır. IDEA StatiCa Connection'da şimdiye kadar ankrajları değerlendirebildik; ancak bazı sınırlamalar nedeniyle değerlendirmelerin bir kısmı manuel olarak yapılmak zorundaydı.
Aynı zamanda, beton bloklar için donatı hesaba katmak mümkün değildi. Bu durum artık IDEA StatiCa Detail 3D ile değişmekte ve daha fazla olanak sunulmaktadır. IDEA StatiCa Detail 3D, düz beton için tanımlanan standartlarda alışık olduğumuz değerlendirmeleri sunmamaktadır. Ancak sonlu elemanlar analizi ile donatılı betonun belirtilen yükü karşılayıp karşılamadığını doğrulayabilir ve burada söz konusu koşullara karşılık gelen beton göçmesini önleyebiliriz. Uygulamalar bağımsız olarak çalışır ve ayrı ayrı kullanılabilir; ancak Connection ile Detail arasındaki bağlantı sayesinde Detail'i yalnızca tamamlayıcı bir hesap olarak kullanmak da mümkündür.
Şimdi Eurocode koşullarını tek tek ve uygulamaların bize sunduğu olanakları inceleyelim.
Çekme kuvveti
Eurocode, birinci yük türünü (çekme kuvveti) ankraj veya beton blok göçmesinin 6 olası durumuna (a, b, c, d, e, f) ve donatılı temeller için iki ek duruma (g, h) ayırmaktadır.
Aşağıdaki şekil, Connection uygulamasıyla hangi göçme türünü değerlendirebileceğinizi ve donatılı beton kullanılarak, dolayısıyla Detail'deki analizle hangi davranışın kapsanabileceğini şematik olarak göstermektedir. IDEA StatiCa Connection, ankraj tasarımı için Eurocode'dan ( EN 1992-4-7.2.1) ampirik formüller kullanır (CBFEM); IDEA StatiCa Detail ise tamamen sonlu elemanlar yöntemine dayanır (3D CSFM). Bu nedenle bazı değerlendirme seçenekleri her iki uygulamada da örtüşmektedir; ancak her zaman farklı bir yöntemle.
Yazılımda uygulanan yöntemlerin doğası gereği, Connection'da yalnızca düz beton dikkate alınabilirken, Detail'de yalnızca donatılı beton temel dikkate alınabilir.
IDEA StatiCa Detail 3D analizinin temel varsayımları ve sınırlamaları Bilinen Sınırlamalar makalesinde belirtilmiştir.
a) Çelik göçmesi
Yalnızca çekmeye maruz ankrajların çelik göçmesi her iki uygulamada da doğrulanmaktadır. Ankrajın çekme dayanımı, Connection'da aşağıdaki formüle göre kontrol edilir:
Detail'de ankrajlar, Proje Ayarları'nda seçilen Eurocode'a (1992-4 veya 1993-1-8) göre kontrol edilir. Bu davranış 25.1.1 sürümünden itibaren geçerlidir.
Eski sürümlerde ankrajlar, belirli malzemeler için tanımlanan gerilme-şekil değiştirme diyagramlarına dayalı olarak normal donatı çubukları gibi kontrol edilir; bu sırada maksimum %5 sınır şekil değiştirme değeri kullanılır (çekme sertleşmesi etkisine dayalı hesaplama hakkında daha fazla bilgi için Teorik Arka Plan'a bakın)
b) Beton koni göçmesi
Beton koni göçmesi Connection'da doğrulanabilir. Ancak Connection'da uygulama yalnızca düz betonu dikkate alabilir.
Bu nedenle, beton koni göçmesi durumunda tüm donatılı bloğun analizinin sağlandığı IDEA StatiCa Detail'e geçmek uygun olacaktır. Betonun çekme dayanımı ihtiyatlı bir yaklaşımla ihmal edilmektedir; bu da koni göçmesi için taşıma kapasitesinin büyük ölçüde belirtilen donatı miktarı tarafından belirlendiği anlamına gelir. Aşağıdaki resimde, yukarıda bahsedilen koninin şeklini gösteren asal gerilme yönlerini görebilirsiniz. Sağ tarafta ise sınır değerlerle değerlendirilen beton gerilmelerinin değerlerini görebilirsiniz.
c) Sıyrılma göçmesi
Bu kod kontrolü, Connection'da yalnızca belirli durumlar için mevcuttur (bu makaledeki ilk resme bakın). Sonradan yerleştirilen mekanik ankrajlar için ek bir değerlendirme gereklidir.
Detail'de, yapıştırmalı ankrajlar olarak adlandırılan ankrajları ayarlamak ve teknik parametrelerine göre tasarım bağ dayanımını belirtmek mümkündür. Ankrajlar daha sonra bu parametrelere göre doğrulanacaktır. (Yalnızca donatılı beton için geçerlidir.)
d) Yapıştırmalı bağlantı elemanlarının kombine sıyrılma ve beton göçmesi
Bu göçme yalnızca Detail'de tespit edilebilir; burada beton gerilmeleri ve ankraj alanları 3D CSFM kullanılarak değerlendirilir. Kombine sıyrılma ve beton göçmesi mekanizması, Detail'de yukarıda tanımlanan ilkelere dayanmakta olup değerlendirmesi beton dayanımı ve ankraj kontrolünün bir parçasıdır. (Yalnızca donatılı beton için geçerlidir.)
e) Beton yarılma göçmesi
Connection'da değerlendirme yapmak mümkün değildir. Detail için yarılma göçmesi genellikle düz betonun bir sorunudur; donatı kullanımı bu durumun oluşmasını önler. Aynı zamanda Detail uygulamasında hem basınç hem de çekme altındaki donatının hem de basınç altındaki betonun gerilme ve şekil değiştirmelerini görmek mümkündür.
f) Beton patlatma göçmesi
Düz beton için Connection'da Eurocode'a göre ampirik kod kontrolü mümkündür.
Donatılı yapısal elemanlar için Detail kullanmak mümkündür. Beton patlatma göçmesi, beton dayanımı analizinde ele alınmaktadır. Burada çekme gerilmeleri yalnızca donatı tarafından aktarılır (yukarıda birkaç kez belirtildiği gibi).
Donatılı beton bloklar için ek kontroller:
Donatılı temeller için ek bir donatı değerlendirmesi gereklidir. Donatının çelik göçmesi ve donatının ankraj göçmesi, Detail'deki donatı değerlendirmesinin bir parçasıdır.
g) Donatının çelik göçmesi
h) Donatının ankraj göçmesi
Kesme yükü
Eurocode, ikinci yük türünü (kesme kuvveti) ankraj veya beton blok göçmesinin 4 olası durumuna (a, b, c, d) ve donatılı temeller için iki ek duruma (e, f) ayırmaktadır.
Aşağıdaki şekil, Connection uygulamasıyla hangi göçme türünü değerlendirebileceğinizi ve donatılı beton kullanılarak, dolayısıyla Detail'deki analizle hangi davranışın kapsanabileceğini şematik olarak göstermektedir. IDEA StatiCa Connection, ankraj tasarımı için Eurocode'dan ( EN 1992-4-7.2.2) ampirik formüller kullanır (CBFEM). Kesme kuvvetinden kaynaklanan tüm göçme türleri Connection uygulamasında kapsanabilir.
IDEA StatiCa Detail 3D'de kesme, sürtünme, ankrajlar veya kesme kama ile aktarılabilir. Yalnızca temelin değerlendirildiğini belirtmek önemlidir. Diğer çelik parçaların (örn. kesme kama, kaynaklar) Connection'da veya başka bir yerde kontrol edilmesi gerekir. Yine, yalnızca donatılı betonun gerekli olduğu vurgulanmalıdır.
a) Kol kuvveti olmaksızın çelik göçmesi
Kesmeye maruz ankrajların kol kuvveti olmaksızın çelik göçmesi Connection'da doğrulanmaktadır. Ankrajın kesme dayanımı, IDEA StatiCa Connection'da aşağıdaki formüle göre kontrol edilir:
Detail'de ankrajlar yine Proje Ayarları'nda seçilen Eurocode'a (1992-4 veya 1993-1-8) göre kontrol edilir. Bu davranış 25.1.1 sürümünden itibaren geçerlidir. Eski sürümler için Detail'de değerlendirme mümkün değildir.
b) Kol kuvveti ile çelik göçmesi
Kesmeye maruz ankrajların kol kuvveti ile çelik göçmesi yalnızca Connection'da doğrulanmaktadır. Ankrajın kesme dayanımı, IDEA StatiCa Connection'da aşağıdaki formüle göre kontrol edilir:
Detail'de değerlendirme mümkün değildir.
c) Beton kaldıraç göçmesi
Kesmeye maruz ankrajların beton kaldıraç göçmesi yalnızca Connection'da doğrulanmaktadır. Ankrajın kesme dayanımı, IDEA StatiCa Connection'da aşağıdaki formüle göre kontrol edilir:
Betonun taban plakası üzerindeki kesme kapasitesi daha sonra Detail uygulamasında değerlendirilir.
d) Beton kenar göçmesi
Kesmeye maruz ankrajların beton kenar göçmesi, Connection'da yalnızca düz beton için doğrulanmaktadır. Ankrajın kesme dayanımı, IDEA StatiCa Connection'da aşağıdaki formüle göre kontrol edilir:
Beton kenar göçmesi Detail'de kontrol edilebilir (yalnızca donatılı beton).
Donatılı beton bloklar için ek kontroller:
Donatılı temeller için ek bir donatı değerlendirmesi gereklidir. Donatının çelik ve ankraj göçmesi, IDEA StatiCa Detail'deki donatı değerlendirmesinin bir parçasıdır.
e) Tamamlayıcı donatının çelik göçmesi
f) Tamamlayıcı donatının ankraj göçmesi
Sonuç
En önemli avantaj, kenara yakın ankrajlama ve düz betonun gerekli yükü karşılamadığı diğer durumlarda görülmektedir. Ankrajların ve kesme kamaların Connection'da ayrıca değerlendirilmesi gerektiğini unutmayın; ancak bu iki yazılım aracı birlikte kapsamlı bir çözüm sunmaktadır.
Yöntem ve uygulamanın tasarım biçimi nedeniyle, Detail uygulaması yalnızca donatılı temeller için uygundur.