Felhívjuk a figyelmét, hogy ez a valós tervezési példa optimalizált geometriát használ, amely az EN szabvány szerinti szokásos kialakítási figyelmeztetéseket válthat ki. Az eredeti paramétereket a hitelesség megőrzése érdekében változatlanul hagyjuk. Lásd az alábbi ábrát.
Ha ki szeretné hagyni a Connection tervezést, és közvetlenül a Detail 3D analízissel folytatná, töltse le a Detail 3D fájlt, és folytassa az 5. fejezettel.
1 Új projekt
Indítsa el az IDEA StatiCa Connection programot. Minden a Steel lapon kezdődik.
Módosítsa az alapértelmezett Materials, beállításokat, majd kattintson ide: Create a blank design.
2 Tervezés
Az üres terv létrehozása után módosítsa a szerkezeti elem keresztmetszetét erre: UB 610 x 305 x 238.
Most adjon hozzá egy újabb gyártási műveletet, és válassza ki a Base plate elemet.
Folytassa a következő művelettel, és válassza a Fastener grid or Contact lehetőséget a fejes csapok létrehozásához.
Adjon hozzá egy újabb Fastener grid or Contact műveletet a vasalási horgonyok létrehozásához.
Módosítsa a vasalás elforgatását a GRD2 műveletben az Editor. kiválasztásával.
Adjon hozzá egy merevítőlemezt.
Hegessze a merevítőlemezt a talplemezhez a General weld or contact művelettel.
Adja hozzá a következő műveletet: Cut of member.
Adja hozzá a kapcsolat utolsó műveletét: Fastener grid, or Contact.
A csukló helyzetének beállításához módosítsuk a következő paramétert: Forces in .
Adja meg a lehorgonyzás belső erőit.
- Megjegyzés: Ennél a gerendatervezésnél kizárólag nyíróterhelést alkalmazunk. Az oktatóanyag egyszerűsítése érdekében a valós projektben figyelembe vett, az ULS rendkívüli kombinációból származó kapcsolóerőt kihagytuk.
3 Ellenőrzés
Váltson a következő lapra: Check -> Calculate. A szabványellenőrzés igazolja a horgonyok tönkremeneteli módját. Alapértelmezés szerint a betonblokkot repedezettnek tekintjük.
Vizsgáljuk meg az eredményeket. Válassza ki a következőket: Equivalent stress, Bolt force, Mesh, Deformed és Anchors. A táblázat általánosságban megmutatja, hogy mely horgonyok felelnek meg, és melyek nem.
Most tekintsük át a nem megfelelő horgonyok részleteit, hogy megállapítsuk, mely szabványellenőrzések felelnek meg, és melyek nem.
A horgonyellenőrzés sikertelenségének oka:
- Az EN 1992-4, 1.2(4) pontja szerint a különböző horgonytípusokat tartalmazó horgonycsoportok méretezése kívül esik a szabvány hatályán. Ennek következtében a szabványellenőrzés alapértelmezés szerint sikertelen. A kialakítás megfelelő igazolásához a 3D Detail modul használatával végzett részletes analízis szükséges.
- Ez a korlátozás egyszerűen feloldható a Detail 3D programban, amely a CSFM módszerre épül, és a Connection egyszerűsítettanalitikai értékelését szigorú 3D feszültség-alakváltozás analízissel váltja fel.
Kiegészítő vasalás (EN 1992-4 – 7.2.1.9; 7.2.2.6):
- Az analitikus szabványellenőrzés a betonkúp esetében sikertelen, ezért a teljes húzó- (356,3 kN) és nyíróerő (400,0 kN) átadásához kiegészítő vasalás szükséges. Ez a "vegyes" horgonykonfiguráció miatt kritikus.
- Ez a korlátozás egyszerűen feloldható a Detail 3D programban, a vasalás hatékonyságának igazolásához. Kézi ellenőrzés esetén feltételezze, hogy a beton teherbírása nulla, és gondoskodjon arról, hogy a vasalás keresztmetszeti területe fedezze a jelentett összes erőt.
Lehorgonyzási mélység (EN 1992-1-1 – 8.6 egyenlet)
- A nem megfelelő lehorgonyzási mélységre vonatkozó figyelmeztetés azért jelenik meg, mert ez az oktatóanyag egy valós példát mutat be, vékony fallal és kis beágyazási mélységű horgonyokkal. A kialakítás szerkezeti épségét a Detail alkalmazás igazolja tovább.
4 Exportálás
Az exportálás előfeltételei:
- A modellt ki kell számítani, és az eredményeknek szerepelniük kell benne.
Lépjen a következő lapra: Check -> RC check -> Save.
Az exportálás kizárólag a lehorgonyzási topológiára engedélyezett. Az exportálás a következők átvitelét teszi lehetővé:
- A betonblokk
- Horgonyok
- A talplemez
- Terhek
További információk és paraméterek, amelyek a Connection megfelelő beállításai szerint kerülnek megadásra:
- Nyíróerő-átadás (horgonyokon, nyírófogakon és súrlódáson keresztül)
- Anyag
- Lehorgonyzás típusa: Utólag beépített (ragasztott) / Helyszínen öntött
- Lehorgonyzás típusa a végén: Alátétlemez / Egyenes / Kampó / Fejes csap
- Súrlódási tényező
5 Tervezés
Ez a szakasz lehetővé teszi a szerkezeti elemek, a megtámasztások, a terhek és kombinációk módosítását, valamint vasalási szerelvény hozzáadását.
Megtámasztás
Ebben a példában a kapcsolat egy minden oldalon folytonos falhoz van lehorgonyozva. Az ilyen részmodellekhez merev megtámasztásokat használunk folytonos vasalással. Ez a beállítás a fal folytonosságát szimulálja, lehetővé téve a húzás átadását a csak nyomásra vonatkozó beállítások ellenére is, összetett merevségi definíciók megadása nélkül.
Alkalmazzuk a megtámasztásokat a modellre:
Teherátadó elemek
A horgonyokat az IDEA StatiCa Connection programból importáljuk. Mivel a kialakítás két különböző horgonytípust alkalmaz, szétválasztjuk a teherátadást, hogy biztonságos és kiszámítható viselkedést biztosítsunk. Ez a megközelítés megfelel a szokásos brit mérnöki gyakorlatnak, és feloldja az EN 1992-4 (1.2(4) pont) korlátozását, amely a vegyes horgonycsoportokat kizárja a szabvány hatálya alól. A nyírás és a húzás meghatározott horgonycsoportokhoz rendelésével olyan igazolt teherútvonalat hozunk létre, amely megfelel a biztonsági követelményeknek.
SF1 – SF6 horgonyok: Engedélyezze az Active for shear transfer beállítást, és tiltsa le az Active for axial forces transfer beállítást.
SF7 – SF10 vasalási horgonyok: Járjon el fordítva – tiltsa le az Active for shear transfer beállítást, és engedélyezze az Active for axial forces transfer beállítást
Ha a Detail alkalmazásban egy alapot a kezdetektől tervezne, mindkét opció alapértelmezés szerint engedélyezve lenne. A nyíróerő átadásakor meg kell határoznia, mely horgonyok vesznek részt az erő felvételében, és ennek megfelelően ki kell választania őket. Ez összhangban van az EN követelményeivel, amelyek szerint a nyírás csak azokhoz a horgonyokhoz rendelhető, amelyek hatékonyak a betonszél-kitörés ellenőrzésében.
Vasalás
Növeljük meg a betonblokk magasságát és szélességét. Ez áttekinthetőbb képet ad a modellről, és lehetővé teszi, hogy megfigyeljük a vasalási rudak teljes feszültségeloszlását.
Állítsa a Concrete cover értékét 30 mm-re; ez lesz a vasalás alapértelmezett betonfedése. Ezenkívül állítsa be a hosszirányú rudak és kengyelek alapértelmezett Anchorage type értékét.
A vasalás megadása előtt kapcsolja ki a Rebars gombot. Így csak az éppen kiválasztott rúdcsoport látható, és a nézet áttekinthető marad.
Ezután szúrjon be egy új On Surface reinforcement elemet a folytonos hosszirányú vízszintes vasalás létrehozásához (fővasalás mindkét felületen).
Duplikálja a műveletet a folytonos függőleges vasalás hozzáadásához mindkét felületen, és módosítsa a beállításokat az alábbiak szerint.
A statikai számítások szerint a átszúródási kerületen kívül nincs szükség kiegészítő nyírási vasalásra. Ezért a következő lépések kizárólag az eredeti terv szerinti, az átszúródási kerületen belüli nyírási vasalás létrehozására összpontosítanak.
Másolja le a meglévő vasalási elemet, és szerkessze úgy, hogy a nyírási vasalást megfelelően reprezentáló kengyeleket kapjon.
Duplikálja a GB3D3 műveletet, és módosítsa az alábbi beállításokat a nyírási vasalás megadásához.
Folytassa a GB3D4 művelet másolásával, és módosítsa a paramétereket.
Most másolja le a GB3D5 műveletet, és módosítsa a beállításait az átszúródási kerületre vonatkozó követelményeknek megfelelően.
Használja fel újra a GB3D3 műveletet: másolja le, és módosítsa az értékeket.
Másolja le a GB3D7 műveletet, és módosítsa a beállításokat.
Készítse el a GB3D5 művelet újabb másolatát, és alkalmazza az alábbi módosításokat.
Végül másolja le a GB3D9 műveletet, és módosítsa a vasalás utolsó beállításait.
Most definiáljuk a szerkesztési szabályok szerinti nyírási vasalást. Bár a statikai számítás nem követeli meg – mivel ebben a konkrét esetben a beton önmagában megfelel a nyírási teherbírás ellenőrzésén –, a szabvány szerkesztési szabályainak ennek ellenére eleget kell tennünk. Ezenkívül az IDEA StatiCa Detail megköveteli, hogy a modell pontosan tükrözze a valós vasalási kiosztást.
A szabálytalan kiosztás segít a kengyelek rendszerezett elrendezésében.
- Megjegyzés: Számítási szempontból ennek a vasalásnak a megadása a Detail alkalmazásban elengedhetetlen. Ezt a CSFM módszer elméleti hátere is rögzíti, és Kaufmann CSFM-ről szóló könyve is említi.
Másolja le a GB3D11 műveletet, és módosítsa a beállításokat.
A végleges vasalás kialakítása.
Terhek és kombinációk
A kombinációkat az IDEA StatiCa Connection programból vesszük át. Az importálás összes következménye
ebben a cikkben olvasható.
Adjuk hozzá a Self-weight terhet:
Hozzon létre egy kombinációt a Self-weight teherrel, és adja meg a önsúlyra vonatkozó tényezőt = 1,35 az EN 1991-1-1 szabvány szerint
6 Ellenőrzés
Az analízis futtatása előtt határozottan javasoljuk a Mesh multiplier értékének 2-re vagy 3-ra módosítását a számítás felgyorsítása érdekében. Bár ez a lépés nem kötelező, jelentősen csökkenti a számítási időt, és segít a lehetséges divergenciaproblémák korai felismerésében. Ha az analízis zökkenőmentesen fut, a végeredményekhez a Mesh multiplier értékét visszaállíthatja 1-re.
A főfeszültségek eloszlása a nyomott zónában a betontérfogaton belül.
A támaszreakciók, valamint a külső terhek és a reakciók közötti statikai egyensúly. Ideális esetben a „Check equilibrium” szabványellenőrzés eredménye abszolút nulla, ami az erők teljes átadását garantálja. A kis maradékértékek, például 1 kN és 1 kNm, numerikus hibából adódhatnak.
Eredmények
Egyenértékű főfeszültség
A betonban az egyenértékű főfeszültséget (EPS) a betonblokk háromtengelyű viselkedése alapján határozzuk meg. A legnagyobb terhelésnek kitett területeket azonosítjuk és kiemeljük. Annak érdekében, hogy betekintést nyújtsunk a befogás hatásába az egytengelyű nyomáshoz képest, az egyenértékű feszültséget a kappa tényező segítségével számítjuk.
A feszültségek tartománya a tartományfüggvénnyel skálázható. Megmutatja, hogy mely területeket érintik ezek a feszültségtartományok, és betekintést ad abba, hogyan koncentrálódik a feszültség magában a kialakításban.
Eredménymetszet
A betonblokk belső viselkedésének vizsgálatához használja a + New gombot Sections létrehozásához, és a tulajdonságok ablakban módosítsa a Plane definition beállítást (pozíció és elforgatás), hogy a kritikus területeken metszetet kapjon. Ez kiemeli azokat a helyeket, ahol a beton képlékeny alakváltozást szenved. Ezeket a nézeteket elmentheti a Gallery részbe a végső Report számára. További információ ebben a cikkben olvasható.
Feszültség a vasalási rudakban
Az eredmények megmutatják a vasalási rudakban ébredő feszültséget. Az összes rúdcsoport feszültségének, alakváltozásának és kihasználtságának részletes értékei a Reinforcement lapon találhatók.
A horgonyellenőrzési lap betekintést nyújt a horgonyok viselkedésébe a feszültség, az alakváltozás és az erőátadás szempontjából. Ez igazolja, hogy az SF1–SF6 horgonyok húzásra ki vannak kapcsolva, és kizárólag nyírást viselnek. A többi horgony, az SF7–SF10 ezzel szemben a terhet kizárólag húzásban viseli.
Lehorgonyzás
Az Anchorage lap a vasalás és a beton közötti tapadószilárdságot ellenőrzi. Biztosítja, hogy a megadott lehorgonyzási hossz elegendő az erők átadásához. Az ellenőrzés a tényleges tapadási feszültséget (τb) hasonlítja össze a tapadószilárdság határértékével (fbd), hogy megelőzze a kihúzódásos tönkremenetelt. Ezeket az eredményeket külön megjelenítheti a vasalásra és a horgonyokra.
Alakváltozások
Váltson az Auxiliary lapra, és kapcsolja be a Deformation opciót. Bár az ULS (teherbírási határállapot) esetén nincsenek előírt alakváltozási határértékek, a deformált alak áttekintése fontos észszerűségi ellenőrzés. Biztosítja, hogy a modell stabil, és nem tapasztalható benne irreális elmozdulás vagy elfordulás (például szétkapcsolódó elemek miatt). Ez a szemrevételezéses vizsgálat segít gyorsan azonosítani az esetleges modellezési hibákat.
7 Jelentés
Végül lépjen a Report -> Detailed -> Generate menüpontra. Az IDEA StatiCa teljesen testreszabható jelentést kínál, amelyet kinyomtathat, vagy szerkeszthető formátumban elmenthet.
Teljes körű méretezési ellenőrzést végzett az EN 1993-1-8 (acél kapcsolatok), az EN 1992-4 (horgonyok) és az EN 1992-1-1 (betonszerkezetek) szerint. Az acél kapcsolatot és a lehorgonyzást az IDEA StatiCa Connection programban ellenőriztük, a betonblokk épségét és a vasalást pedig az IDEA StatiCa Detail programban elemeztük a CSFM módszerrel, az EN 1992-1-1 szabványnak megfelelően.
