Giriş
Bu metnin başında, uygulamanın ne amaçla kullanıldığını tanımlayalım. Mevcut sürümde, araçları yalnızca çelik yapıların basit betonarme bloklara ankrajı için geliştirdik ve çözümü bu kapsamda doğruladık.
Aşağıdaki metin iki bölüme ayrılmıştır: uygulamanın ve yöntemin sınırlamaları ile IDEA StatiCa Connection'dan yapılan aktarımın sınırlamaları.
Uygulamanın sınırlamaları
Betonarme
3D CSFM, grobeton veya hafif donatılı beton için tasarlanmamıştır. Bu durumda, hesaplama sonucu yanıltıcı sonuçlara veya doğrusal olmayan hesaplamanın ıraksamasına yol açabilir.
Daha fazla bilgiyi Teorik arka plan bölümünde bulabilirsiniz.
Uygulamada yalnızca betonarme elemanların modellenmesi gerekmesinin temel nedeni, betonun çekme dayanımının ihmal edilebilir düzeyde olmasıdır. Bu nedenle tüm çekme gerilmeleri donatı tarafından aktarılmalıdır.
İkinci neden şudur: IDEA StatiCa Detail 3D'de kırılma mekaniği kullanılmaz. Model, açık çatlak ilerlemesini simüle etmez ve betonun kırılma mekaniği parametrelerini (G_f, K_IC, kırılma yüzeyi şekli) kullanmaz. Beton, basınçta yatay plastik dala sahip sünek bir malzeme olarak modellenir – sınırlayıcı basınç gerilmesine ulaşıldığında, gerilme sabit kalır ve yalnızca gerinimler belirlenen bir sınıra kadar artmaya devam eder. Bunun sonucunda, Detail 3D, D-bölgelerindeki gerilme ve gerinimlerin plastik yeniden dağılımını yakalayabilir, ancak kırılma mekaniği tarafından yönetilen gevrek göçme mekanizmalarını (örneğin, grobetonun saf kesme göçmesi, tek baskın bir çatlağın kararsız ilerlemesi vb.) açıkça modellemez.
Özetlemek gerekirse, modelleriniz uluslararası standartlarda sunulan betonarme tanımına uygun olmalıdır. Donatı detaylandırma kurallarına uyun ve doğru sonuçlar elde edin.
Taşıma Gücü Sınır Durumu
Tüm hesaplamalar ve yönetmelik kontrolleri yalnızca ULS için uygulanmıştır. Malzemelerin tanımı ve hesaplama yöntemi SLS için farklı olmalıdır. Bu farkı Detail 2D'de görebilirsiniz.
Basınç yumuşaması
Öncelikle basınç yumuşamasının ne olduğunu tanımlayalım: Beton, aynı zamanda çekmede yoğun şekilde çatladığında, yani büyük enine çekme gerinimleri mevcut olduğunda, basınçta dayanım ve rijitlik kaybeder.
Dayanımın, yoğun şekilde çatlamış beton içinden geçen bir basınç çubuğu (basınç diyagonali) tarafından belirlendiği durumlarda, Detail 3D, sonuç doğrudan gerçek nihai kapasite olarak yorumlanırsa kapasiteyi olduğundan fazla tahmin etme (yani hafif güvensiz tarafta olma) eğilimindedir.
Bu nedenlerle, 3D modülü yalnızca basit betonarme bloklardaki ankrajın dayanımını doğrulamak için kullanıma uygundur.
Örneğin, küçük bir alan üzerindeki mesnetleri kullanarak bir kazık başlığını modellemek mümkün olsa da, özellikle zımbalama ile ilgili problemlerde rijitleştirme etkisi önemli hale geldiğinden doğrulama güvenilir değildir. Aynı durum, üzerine bir kolon yerleştirilmiş ince bir döşeme durumunda ve diğer benzer durumlarda da ortaya çıkabilir.
Bu durumlar için beton yumuşamasının uygulanması gerekmektedir; bu özellik şu anda yalnızca 2D modülünde mevcuttur. Bu nedenle, 3D modülü yalnızca bu etkinin herhangi bir etkisi olmadığı göçme durumlarının kontrolü için kullanılabilir.
Ankraj kontrolü
Ankraj elemanı, Teorik arka plan'da açıklandığı gibi eğilme rijitliğini de dikkate alarak normal çekme veya basınç kuvvetlerini ve kesme kuvvetlerini aktarabilecek şekilde tanımlanmıştır.
İlgili standartlara göre (yalnızca EN) yönetmelik tabanlı kontrolleri destekliyoruz, bu nedenle IDEA StatiCa Detail, ankraj değerlendirmesi (ankrajlar, donatı, beton) için bağımsız olarak kullanılabilir.
Uygulanan yönetmelikler: EN 1992-4, EN 1993-1-8, EN 1994-1-1
Diğer birleşim bileşenlerini (kaynaklar, plakalar vb.) doğrulamak için, grobeton için tam ankraj kontrolünü de gerçekleştirebileceğiniz IDEA StatiCa Connection'ı kullanmanız gerekir. Connection'daki ankraj — uygulanan kuvvetlerle birlikte — donatının ek tasarımı için Detail'e aktarılabilir.
ACI ve Avustralya yönetmeliği için kesmede ve kesme ile çekme kombinasyonunda ankrajların yönetmelik kontrolleri henüz uygulanmamıştır, bu nedenle ankrajların kapsamlı yönetmelik kontrolleri için her zaman her iki uygulamanın da kullanılması gerekir.
Devrilme
Yük girişi modelin devrilmesine neden olursa, model ıraksama veya bir kritere ulaşılana kadar hesaplama yapmaya devam eder. Bu genellikle uzun sürer ve aşağıdaki sonucu alırsınız:
Aktarılan yükün yüzdesi görüntülenir. Ayrıca, Yardımcı sonuçlarda aşırı deformasyon gösterilir.
Geçici çözüm: Herhangi bir modelin öncelikle Varsayılan mesh boyutu çarpanı yüksek bir değere (4-5) ayarlanarak hesaplanması önerilir. Bu çarpan, Ayarlar -> Mesh ayarları altında bulunabilir. Hesaplama hızlı olacak ve devrilmenin sorun olup olmadığını görebileceksiniz.
Beton bloğun öz ağırlığının dahil edilip edilmediğinin kontrol edilmesi gerekir, çünkü bu, modelin devrilmesini önleyebilir. Connection uygulamasından aktarım yapılırken öz ağırlığın modele otomatik olarak girilmediğini unutmayın — ayrıntılar için aşağıdaki metne bakın.
Connection'dan aktarımın sınırlamaları
Temaslar
Genel olarak, taban plakası üzerine etki eden yüklerin başka bir çelik plaka ile temas yoluyla aktarımı desteklenmez. Bu durum, hem kenar-yüzey temasları hem de yüzey-yüzey temas türleri için geçerlidir. Daha fazla bilgiyi bu makalede bulabilirsiniz.
Eleman ile ankraj
Yalnızca taban plakası aracılığıyla ankrajlanmış modeller Detail uygulamasına doğru şekilde aktarılabilir. Elemanların doğrudan beton bloklara bağlandığı modellerde, elemanın ankrajlarla birleşen plakası yüksüz olarak aktarılır.
Öz ağırlık otomatik olarak eklenmez
Öz ağırlık otomatik olarak hesaplanmaz/eklenmez. Detail için projeye manuel olarak dahil edilmesi gerekir. Bu durum, özellikle temellere ankrajın doğrulanmasını etkileyebilir; öz ağırlığın dikkate alınmaması, yukarıdaki paragrafta belirtildiği gibi temelin devrilmesine yol açabilir.
Aktarım için desteklenmeyen ankraj türleri
Kancalı ankrajlar Detail'de desteklenmez. Aktarılan dosyada bunun yerine bir pul levhası kullanılacaktır.
Pul levhası, ankraj gövdesine doğrudan bağlı bir plaka-kabuk elemanı olarak modellenir ve yükü betona yalnızca basınç teması yoluyla aktarır. Plakanın kendisi doğrusal olarak modellenir, plastisite içermez ve dayanım kontrollerine tabi tutulmaz. Gövdenin aderans dayanımı sıfır olduğundan, tüm yük pul levhası aracılığıyla betona aktarılır. Ankraj türleri hakkında daha fazla bilgiyi şu makalede bulabilirsiniz: Tekil ankraj tanımı.
Ankraj türleri için desteklenmeyen kombinasyonlar
Detail uygulaması, başlıklı pimlerin veya donatının diğer ankraj türleriyle kombine edilmesini desteklemez. Bu ankraj türleri çıktıya dahil edilmeyecektir. Plaka seçenekleri hakkında daha fazla bilgiyi şu makalede bulabilirsiniz: Ankraj plakası seçenekleri.
Aktarılan yükler ve kullanıcı tarafından girilen yüklerin kombinasyonu
Aktarılan yükler ve kullanıcı tarafından girilen yükler bir model içinde birleştirilemez. Bunun nedeni Teorik arka plan'da açıklanmıştır. Ankrajlar, taban plakalarından ayrık olarak aktarılır. Kullanıcı tanımlı bir yük durumu oluşturursanız, yükün doğru şekilde aktarılmayacağı açıktır.
Geçici çözüm: Aktarılan Proje öğesini kopyalayın, tüm aktarılan yükleri silin, tüm ankrajları taban plakasıyla birbirine bağlayın ve ardından kullanıcı tanımlı yük durumunuzu girebilirsiniz.
Daha fazla beton bloğu
Detail'de yalnızca tek bir beton bloğu desteklenir. Ancak beton blok, Negatif hacim, Kesme düzlemi ve Kesme işlemi kullanılarak değiştirilebilir. Böylece kaideler, temel şeridi uzantıları, boşlukların yanındaki ankrajlar vb. gibi daha karmaşık şekillerin modellenmesi mümkündür.
Connection'dan iki bağımsız beton bloğunun aktarılması da mümkündür; bunlar Detail'e, kesme işlemi kullanılarak daha fazla değiştirilebilen iki model varlığı olarak aktarılır.
Bir blokta birden fazla taban plakası
Bir blokta birden fazla taban plakasının aktarımı desteklenir, ancak kenar ankrajı olarak adlandırılan yapının aktarılması önerilmez.
Connection uygulamasında beton, Winkler yatak katsayısı kullanılarak basitleştirilmiş bir şekilde modellenir. Öte yandan, beton bloğun üzerindeki çelik kısmın modeli, malzemelerin plastisitesi de dahil olmak üzere ayrıntılı bir şekilde modellenir. Taban plakası altındaki betonarmenin daha ayrıntılı doğrulanması için, taban plakasını, ankrajları ve yükleri Detail uygulamasına aktarmak mümkündür. Orada beton plastik olarak modellenir.
Ankrajlar eksenel olarak ayrık şekilde aktarılır ve aralarındaki yük, eşit ama zıt yönlü bir kuvvet çifti ile değiştirilir (bunun tam nedeni, taban plakasının üzerindeki çelik kısmın rijitlik eksikliğidir). Bu nedenle, beton bloğun köşesindeki kaplama tabakası plastikleştiğinde ankrajlardaki eksenel kuvvetlerin değişmesi mümkün değildir. Benzer şekilde, taban plakalarının kaynakları da ayrık olarak aktarılır ve birleşim, eşit ama zıt yönlü kuvvetlerle değiştirilir. Bu nedenle, beton köşesinin plastikleşmesi durumunda kaynak üzerindeki gerilmede herhangi bir değişiklik olamaz.
Buradan çıkan sonuç şudur: aktarım sonrasında, taban plakaları üzerinde etkiyen tüm kuvvetler denge halinde olsa da, deformasyon koşulları sağlanmayacaktır.
Bu bilgi, mevcut 25.1.2 sürümü için geçerlidir. Bu sınırlamaları kademeli olarak kaldırmak üzere çalıştığımızdan, önceki sürümlerde farklılık gösterebilir. Her sürüm hakkında daha fazla bilgiyi sürüm notlarında bulabilirsiniz.