První přístup, při kterém je celá patka včetně kotvení modelována pouze v Detail 3D, naleznete v tomto tutoriálu.
Pokud chcete přeskočit návrh přípoje a přejít přímo k analýze v Detail 3D, stáhněte si soubor Detail 3D a pokračujte kapitolou Návrh patky.
1 Nový projekt
Spusťte IDEA StatiCa Connection.
Upravte výchozí nastavení sestavy šroubů a třídy betonu, poté v průvodci vyberte šablonu a klikněte na Create selected design.
2 Návrh přípoje
Po vytvoření návrhu ze šablony změňte průřez prvku na IPE600A.
Nyní klikněte pravým tlačítkem na Template 1 [P] v seznamu Operations a zvolte Explode.
Upravme operaci BP1 vytvořenou šablonou.
Pokračujte úpravou operace WID1.
Přidejte Wideners pro spodní pásnici.
Nové Wideners přidejte zkopírováním operace WID2. Upravte parametry tak, aby byly umístěny na horní pásnici prvku.
Varování v operacích WID2 a WID3 se zobrazují proto, že svary spojující wideners s horní a spodní pásnicí musí být z praktických důvodů svary CJP.
Zadejte vnitřní síly pro kotvení.
3 Posouzení v IDEA StatiCa Connection
Navrhněme svary pomocí funkce Weld sizing. Nejprve nastavte metodu na Capacity estimation. Tato volba automaticky vypočte velikosti svarů, které jsou právě dostatečné pro přenos působícího zatížení. Nyní operaci spusťte.
Prozkoumejme výsledky. Přejděte na kartu Check na pásu karet a vyberte Equivalent stress -> Bolt force -> Mesh -> Deformed a Analysis.
Nyní zkontrolujme Plastic strain, abychom zjistili nejkritičtější část navrženého přípoje.
Nyní prověřte detaily nevyhovujících kotev a zjistěte, která normová posouzení vyhovují a která nikoli. Podrobnější prohlídka ukazuje, že problém spočívá v posouzení Concrete breakout resistance of the anchor in tension a Concrete edge failure resistance. Tato nevyhovění lze snadno odstranit přidáním vyztužení do betonu. Za tím účelem exportujte model do Detail 3D
4 Export
Předpoklady pro export:
- Model musí být vypočten a výsledky musí být zahrnuty.
Přejděte na kartu Check -> RC check -> Save.
Export je dostupný pouze pro topologii kotvení a umožňuje přenos:
- Betonového bloku
- Kotev
- Patní desky
- Zatížení
Další informace a parametry, které jsou nastaveny podle odpovídajících nastavení v Connection:
- Přenos smyku (prostřednictvím kotev, smykových zarážek a tření)
- Materiál
- Způsob instalace kotvení: dodatečně instalované kotvy (lepené) / předem zabetonované kotvy
- Typ kotvy: podložka / spřahovací trn / vyztužení / závitová tyč
- Součinitel tření
5 Návrh patky
Po exportu se automaticky otevře projekt v Detail. Budete vyzváni, zda chcete okamžitě použít šablony vyztužení. Tímto způsobem můžete rychle vyztužit jednoduché betonové bloky a ušetřit čas. Šablony lze vytvářet, ukládat a sdílet s kolegy apod. Pro účely demonstrace v tomto tutoriálu zadáme vyztužení od začátku, proto pokračujte kliknutím na tlačítko Close.
V tomto příkladu je přípoj zakotven do patky. Zaměříme se pouze na posouzení části kotvení, nikoli celého betonového bloku. Pokud hledáte kompletní návrh patky, přečtěte si tento tutoriál.
Změňme nastavení položky projektu kliknutím na CON1.
Podpora
Upravme podporu v modelu. U plošné podpory SS1 vypněte funkci Z in compression only.
Vyztužení
Před definicí vyztužení deaktivujte tlačítko Rebars. Tím zajistíte, že bude viditelná pouze skupina prutů, kterou právě vybíráte, a pohled zůstane přehledný.
Dále vložte novou Rebar assembly typu On more edges a vytvořte první vyztužení.
Klikněte pravým tlačítkem na existující vyztužení ve stromovém menu a zvolte Copy, čímž přidáte další vyztužení.
Nyní vytvořme třmínky přidáním další Rebar assembly.
Tuto sestavu výztuže zkopírujte (Copy) a upravte její vlastnosti tak, aby vznikly třmínky ve spodní části patky.
- Poznámka: Z výpočetního hlediska je definice tohoto vyztužení v aplikaci Detail nezbytná, jak je uvedeno v Teoretickém základu metody CSFM a v Kaufmannově knize o CSFM.
Zatížení a kombinace
Kombinace jsou převzaty z IDEA StatiCa Connection. Všechny podrobnosti importu jsou uvedeny
v tomto článku.
Přidejme vlastní tíhu:
Vytvořte kombinaci s vlastní tíhou a přidejte součinitel pro vlastní tíhu = 1,35 podle normy
EN 1991-1-1
6 Posouzení v IDEA StatiCa Detail 3D
Protože se tento tutoriál zaměřuje na návrh kotvení, musí se normy shodovat i v Detail 3D. Na pásu karet klikněte na Settings -> Design code selection. Najděte parametr Anchors made of bolt material in tension and/or shear, a ujistěte se, že je nastaven na EN 1993-1-8.
Před spuštěním analýzy důrazně doporučujeme změnit hodnotu Mesh multiplier na 2 nebo 3, aby se výpočet urychlil. Tento krok sice není povinný, výrazně však zkracuje dobu výpočtu a pomáhá včas odhalit případné problémy s divergencí. Pokud analýza proběhne bez potíží, můžete pro konečné výsledky vrátit Mesh multiplier na 1.
Výsledky
Calculate – spusťte výpočet modelu a přejděte na kartu Check.
Ekvivalentní hlavní napětí
Ekvivalentní hlavní napětí (EPS) v betonu se určuje na základě trojosého chování betonového bloku. Oblasti s nejvyšším zatížením jsou identifikovány a zvýrazněny. Aby bylo možné posoudit vliv omezení příčných deformací ve srovnání s jednoosým tlakem, vypočítá se ekvivalentní napětí pomocí součinitele kappa.
Plastické přetvoření
Chcete-li prověřit vnitřní chování betonového bloku, přepněte na zobrazení Plastic strain (εpl) . Tlačítkem + New vytvořte Sections a v okně vlastností upravte jejich Plane definition (polohu a natočení) tak, aby procházely kritickými oblastmi. Tím se zvýrazní místa, kde dochází k plastickému přetváření betonu. Tato zobrazení můžete uložit do Gallery pro závěrečný Report. Více informací naleznete v tomto článku.
Po prohlédnutí místa s nejvyšším plastickým přetvořením (εpl) vypněme řez kliknutím na ikonu Section.
Napětí ve výztuži
Výsledky zobrazují σs a pomocí barevné stupnice označují nejvíce využitou kotvu. Podrobné hodnoty napětí, přetvoření a využití pro všechny kotvy jsou uvedeny v tabulce na kartě.
Pro každou kotvu lze zobrazit podrobné rovnice dle normy se všemi použitými vzorci, dosazenými hodnotami a mezivýpočty. Kliknutím pravým tlačítkem myši je můžete vytisknout do protokolu.
Kotvení
Karta Anchorage ověřuje soudržnost mezi vyztužením a betonem. Zajišťuje, že navržená kotevní délka je dostatečná pro přenos sil. Posouzení porovnává skutečné napětí v soudržnosti (τb) s mezní pevností v soudržnosti (fbd), aby se zabránilo porušení vytažením. Tyto výsledky můžete zobrazit odděleně pro vyztužení a kotvy.
Pro přehledné a podrobné vyhodnocení vyztužení lze výsledky zobrazit pouze pro jednu skupinu. Deaktivujte tlačítko Rebars a vyberte konkrétní vyztužení, které se má posoudit.
Deformace
Přepněte na kartu Auxiliary a zapněte Deformation. Ačkoli pro MSÚ (mezní stav únosnosti) nejsou limity deformací předepsány, kontrola deformovaného tvaru je důležitou kontrolou věrohodnosti. Zajišťuje, že model je stabilní a nevykazuje nereálné posuny či natočení (např. v důsledku nepropojených prvků). Tato vizuální kontrola pomáhá rychle odhalit případné chyby v modelování.
7 Protokol
Nakonec přejděte na Report -> Detailed -> Generate. IDEA StatiCa nabízí plně přizpůsobitelný protokol, který lze vytisknout nebo uložit v editovatelném formátu.
Provedli jste kompletní normové posouzení podle EN 1993-1-8 (ocelové styčníky), EN 1993-1-8 (kotvy) a EN 1992-1-1 (betonové konstrukce). Ocelový styčník a kotvení byly posouzeny v IDEA StatiCa Connection, zatímco betonový blok a vyztužení byly analyzovány v IDEA StatiCa Detail metodou CSFM v souladu s EN 1992-4 a EN 1993-1-8 pro kotvy.
