素混凝土块中的锚固可以在 IDEA StatiCa Connection 中建模并进行规范校核。对于某些情况,例如靠近边缘的锚固,由于可能存在的破坏模式,设计是不充分的,需要附加钢筋。虽然 Connection 软件中不提供此功能,但可以直接切换到 Detail 软件继续进行设计。
3D Detail 专注于解决混凝土块中的锚固问题,并对锚固元件和混凝土块本身进行分析。此外,Connection 和 Detail 软件之间实现了直接链接,以简化操作流程。设计符合欧洲规范或 AISC 规范的锚固的 Connection 用户,可以通过一次点击将模型从 Connection 导入到高级 3D Detail 中。

- 仅允许导入锚固模型。如果 Connection 模型中没有混凝土块,则导出到 Detail 的功能将被禁用("RC check")。
- Connection 中的模型必须已经完成计算。如果没有可用的计算结果,导出图标("RC check")将被禁用。要使用导出功能,还需要拥有有效的混凝土应用程序许可证。否则,导出选项将再次被禁用。
- 导入/导出仅允许一个混凝土块。
- 某些锚栓类型不支持导入,我们也不建议导出所谓的边缘锚固。有关限制条件的详细说明,请参见以下文章: 3D Detail 已知限制
节点导入内容包括
- 混凝土块
- 锚栓
- 底板
- 荷载
根据 Connection 中相应设置而设定的附加信息和参数:
- 剪力传递方式(通过锚栓、抗剪键和摩擦力)
- 材料
- 锚固类型
- 末端锚固类型
- 摩擦系数
可导出的锚栓的可能配置和类型,请参见以下文章:
从 Connection 导出到 Detail 的步骤
首先,根据欧洲规范/AISC 规范在 Connection 中创建锚固模型,然后点击"计算"按钮。
当计算结果存在后,即可启用基础导出功能。点击功能区中的"RC Check"按钮,将弹出对话框,要求指定新建 Detail 文件的位置和名称。

成功导出后,Detail 中的项目即被创建。混凝土块和底板的几何形状、锚栓的位置和属性以及荷载都会自动传输到 Detail 中。混凝土块底面的面支座会被自动创建。
注意:只需检查 Z 方向的设置即可。(对于基础底座,我们使用仅受压的地基刚度设置;对于延续结构,也可以启用受拉支座)。
此过程中最棘手的部分是荷载的导入。对于 Connection 中每一个已计算的荷载效应,Detail 中都会自动创建相应的荷载工况和承载能力极限状态组合。
- 底板由焊缝中的力加载,这些力被建模为力组。对于底板本身的加载,导入的荷载由力组表示,该力组遵循 Connection 模型中底板与钢构件之间焊缝中的应力。

- 锚栓的建模和加载与底板相互独立,它们承受轴向的点荷载。锚栓的荷载在场景中以一对方向相反的箭头表示。一个箭头表示仅作用在锚栓顶部的拉力。另一个箭头表示作用在底板上的压力。

由于锚栓直接由力加载,默认情况下"轴力传递"复选框未被勾选。
注意:下图不适用于现浇板,因为对于现浇板,轴力传递会在导出后被正确校核。原因可参见理论背景。

- 剪力根据 Connection 中的设置,通过以下选项之一传递——锚栓、抗剪键或摩擦力。如果剪力通过锚栓传递,可以通过取消勾选"剪力传递"复选框来关闭特定锚栓。
- 如果设置了摩擦力或抗剪键,模型中将永远不考虑锚栓中的剪力。(即使复选框被勾选也是如此。)
然后,使用上述工具添加所需的钢筋,并计算模型。请勿忘记根据制造商参数,为胶粘(后锚固)锚栓设置设计粘结强度。
同时建议检查指定荷载是否会使混凝土块发生倾覆。倾覆可以通过自重或足够的压力法向力来防止。如果合力竖向力为正(混凝土块将脱离支座抬起),计算也会失败。
由于混凝土不能承受拉力,底部钢筋与支座之间的保护层将会剥离。
关于作用在底板或锚栓上的导入力(如下图所示)的详细说明,可参见理论背景。
从 Connection 到 Detail 的单向同步
Connection 软件提供了一个"更新现有项目"功能,用于将 Detail 项目与最新的 Connection 数据进行同步,从而无需从头重新创建模型。

更新过程会同步以下数据:
- 混凝土块:几何形状和材料
- 底板/预埋板:几何形状和材料
- 锚栓/紧固件:几何形状和材料
- 荷载数据:荷载工况、荷载脉冲和组合
设置不会被导入/同步,因此必须始终正确设置规范。
更新过程中,最初从 Connection 创建的实体处理方式如下:现有实体将使用新数据进行更新,Connection 中不再存在的实体将被删除,Connection 中的新实体将被添加到 Detail 项目中。直接在 Detail 中创建的实体保持不变,包括负体积、切割、布尔运算、钢筋、板、锚栓和荷载工况。
更新前,系统会要求创建备份,备份会自动存储在同一文件夹中,以确保能够恢复到之前的状态。

该工作流程支持 Connection 和 Detail 中的多个项目条目。可以复制一个 Connection 项目条目以创建变体,然后将其与相应的 Detail 项目同步。对于包含多个项目条目的 Detail 项目,同样支持更新,从而确保所有相关数据保持一致。

注意:该功能在 IDEA StatiCa 24.1 版本中针对欧洲规范首次发布。此后通过实现 AISC 规范、增加锚固元件选项以及完善限制条件,逐步进行了改进。本文所述的完整功能自 26.0 版本起适用。具体更改内容可参见发布说明。
