Si noti che questo progetto reale utilizza una geometria ottimizzata che può generare avvisi relativi alle prescrizioni costruttive standard dell'EN. Manteniamo i parametri originali per autenticità. Vedere la figura seguente.
Se si desidera saltare la progettazione del collegamento e passare direttamente all'analisi in Detail 3D, scaricare il file Detail 3D e continuare con il Capitolo 5.
1 Nuovo progetto
Avviare IDEA StatiCa Connection. Tutto inizia dalla scheda Acciaio.
Modificare le impostazioni predefinite per i Materiali, quindi fare clic su Crea un progetto vuoto.
2 Progettazione
Dopo aver creato un progetto vuoto, modificare la sezione trasversale di un elemento in UB 610 x 305 x 238.
Ora aggiungere un'altra operazione di fabbricazione e selezionare la Piastra di base.
Proseguire con l'operazione successiva e scegliere una Griglia di elementi di fissaggio o Contatto per creare dei pioli con testa.
Aggiungere un'altra Griglia di elementi di fissaggio o Contatto per creare gli ancoranti di armatura.
Modificare la rotazione dell'armatura nell'operazione GRD2 selezionando Editor.
Aggiungere una piastra di irrigidimento.
Saldare la piastra di irrigidimento alla piastra di base utilizzando l'operazione Saldatura generica o contatto .
Aggiungere l'operazione Taglio dell'elemento.
Aggiungere l'ultima operazione del collegamento, Griglia di elementi di fissaggio o Contatto.
Modifichiamo il parametro Forze in per impostare la posizione della cerniera.
Inserire le sollecitazioni interne per l'ancoraggio.
- Nota: per la progettazione di questa trave utilizzeremo solo il carico di taglio. Per semplificare il tutorial, è stata esclusa la forza di legamento (Tying Force) della combinazione SLU accidentale, considerata nel progetto reale.
3 Verifica
Passare alla scheda Verifica -> Calcola. La verifica normativa evidenzia la modalità di rottura sugli ancoranti. Per impostazione predefinita, il blocco di calcestruzzo si considera fessurato.
Esaminiamo i risultati. Selezionare Tensione equivalente, Forza nel bullone, Rete, Deformata e Ancoranti. In generale, la tabella mostra quali ancoranti sono verificati e quali no.
Ora esaminiamo i dettagli degli ancoranti non verificati per individuare quali verifiche normative sono soddisfatte e quali no.
Motivo del mancato superamento della verifica degli ancoranti:
- Secondo EN 1992-4, Cl. 1.2(4), la progettazione di gruppi di ancoranti contenenti tipi diversi di ancoranti non rientra nel campo di applicazione della norma. Di conseguenza, la verifica normativa non è superata per impostazione predefinita. Per verificare correttamente questa configurazione è necessaria un'analisi dettagliata con il modulo Detail 3D.
- Questa limitazione può essere risolta facilmente in Detail 3D, basato sul metodo CSFM, che sostituisce la valutazione analitica semplificata in Connection con una rigorosa analisi tensione-deformazione 3D.
Armatura supplementare (EN 1992-4 – 7.2.1.9; 7.2.2.6):
- La verifica normativa analitica non è superata per il cono di calcestruzzo, quindi è necessaria un'armatura supplementare per trasferire l'intera forza di trazione (356,3 kN) e di taglio (400,0 kN). Ciò è determinante a causa della configurazione di ancoranti "misti".
- Questa limitazione può essere risolta facilmente in Detail 3D per confermare l'efficienza dell'armatura. In caso di verifica manuale, assumere resistenza nulla del calcestruzzo e assicurarsi che l'area di armatura copra le forze totali riportate.
Profondità di infissione (EN 1992-1-1 – Equazione 8.6)
- L'avviso relativo alla profondità di infissione insufficiente compare perché questo tutorial rappresenta un esempio reale con una parete sottile e ancoranti poco profondi. L'integrità strutturale del progetto viene dimostrata ulteriormente nell'applicazione Detail.
4 Esportazione
Prerequisiti per l'esportazione:
- Il modello deve essere calcolato e i risultati devono essere inclusi.
Andare alla scheda Verifica -> Verifica RC -> Salva.
L'esportazione è consentita solo per la topologia dell'ancoraggio. L'esportazione consente il trasferimento di:
- Il blocco di calcestruzzo
- Ancoranti
- La piastra di base
- Carichi
Ulteriori informazioni e parametri impostati in base alle corrispondenti impostazioni in Connection:
- Trasferimento del taglio (tramite ancoranti, chiavi a taglio e attrito)
- Materiale
- Tipo di ancoraggio: post-installato (adesivo) / gettato in opera
- Tipo di ancoraggio all'estremità: rondella / dritto / gancio / piolo con testa
- Coefficiente di attrito
5 Progettazione
Questa sezione consenterà di modificare Elementi, Appoggi, Carichi e Combinazioni, e di aggiungere un assemblaggio di armatura.
Appoggio
In questo esempio, il collegamento è ancorato a una parete continua su tutti i lati. Per tali sottomodelli si utilizzano appoggi rigidi con armatura continua. Questa impostazione simula la continuità della parete e consente il trasferimento della trazione nonostante le impostazioni di sola compressione, senza richiedere definizioni complesse della rigidezza.
Applichiamo gli appoggi al modello:
Dispositivi di trasferimento
Gli ancoranti vengono importati da IDEA StatiCa Connection. Poiché il progetto utilizza due diversi tipi di ancoranti, separeremo il trasferimento dei carichi per garantire un comportamento sicuro e prevedibile. Questo approccio è in linea con la prassi progettuale standard del Regno Unito per superare la limitazione della EN 1992-4 (Cl. 1.2(4)), che esclude i gruppi di ancoranti misti dal campo di applicazione della norma. Assegnando il taglio e la trazione a specifici gruppi di ancoranti, si definisce un percorso di carico verificato e conforme ai requisiti di sicurezza.
Ancoranti SF1 – SF6: Attivare Attivo per il trasferimento del taglio e disattivare Attivo per il trasferimento delle forze assiali.
Ancoranti di armatura SF7 – SF10: Procedere in modo opposto: disattivare Attivo per il trasferimento del taglio e attivare Attivo per il trasferimento delle forze assiali
Se si progettasse una fondazione da zero nell'applicazione Detail, entrambe le opzioni sarebbero attive per impostazione predefinita. Nel trasferimento del taglio, è necessario stabilire quali ancoranti resistono alla forza e selezionarli di conseguenza. Ciò è in linea con i requisiti dell'EN, che prevedono di assegnare il taglio solo agli ancoranti efficaci per la verifica di rottura del bordo del calcestruzzo.
Armature
Aumentiamo l'altezza e la larghezza del blocco di calcestruzzo. In questo modo si ottiene una visione più chiara del modello e si può osservare l'intero profilo delle tensioni lungo le barre d'armatura.
Impostare il Copriferro a 30 mm; questo sarà il valore predefinito per l'armatura. Impostare inoltre il Tipo di ancoraggio predefinito per le barre longitudinali e le staffe.
Prima di definire l'armatura, disattivare il pulsante Barre. In questo modo è visibile solo il gruppo di barre che si sta selezionando, mantenendo la vista chiara e ordinata.
Successivamente, inserire una nuova armatura sulla superficie (On Surface) per creare l'armatura orizzontale longitudinale continua (armatura principale su entrambe le superfici).
Duplicare l'operazione per aggiungere l'armatura verticale continua su entrambe le superfici e modificare le impostazioni come mostrato di seguito.
Secondo i calcoli strutturali, non è necessaria un'ulteriore armatura a taglio al di fuori del perimetro di punzonamento. Pertanto, i passaggi seguenti si concentrano esclusivamente sulla creazione dell'armatura a taglio all'interno del perimetro di punzonamento in base al progetto originale.
Copiare l'elemento di armatura esistente e modificarlo in modo appropriato per ottenere le staffe che rappresentano l'armatura a taglio.
Duplicare l'operazione GB3D3 e aggiornare le opzioni seguenti per definire l'armatura a taglio.
Proseguire copiando l'operazione GB3D4 e modificandone i parametri.
Ora copiare l'operazione GB3D5 e modificarne le impostazioni per soddisfare i requisiti del perimetro di punzonamento.
Riutilizzare l'operazione GB3D3 copiandola e adattando i valori.
Copiare l'operazione GB3D7 e modificare le opzioni.
Creare un'altra copia dell'operazione GB3D5 e applicare le modifiche seguenti.
Infine, copiare l'operazione GB3D9 e aggiornare le ultime opzioni di armatura.
Definiamo ora l'armatura a taglio costruttiva. Sebbene non sia richiesta dal calcolo strutturale, poiché in questo caso specifico il solo calcestruzzo soddisfa la verifica di resistenza a taglio, è comunque necessario rispettare le regole costruttive della norma. Inoltre, IDEA StatiCa Detail richiede che il modello rifletta accuratamente la disposizione reale dell'armatura.
L'interasse irregolare aiuta a organizzare le staffe in modo sistematico.
- Nota: dal punto di vista del calcolo, la definizione di questa armatura nell'applicazione Detail è essenziale. Come indicato nel Background teorico del metodo CSFM e come menzionato anche nel libro di Kaufmann sul CSFM.
Copiare l'operazione GB3D11 e modificare le opzioni.
Progetto finale dell'armatura.
Carichi e combinazioni
Le combinazioni vengono importate da IDEA StatiCa Connection. Tutte le conseguenze dell'importazione sono descritte
in questo articolo.
Aggiungiamo il Peso proprio:
Creare una combinazione con il peso proprio e aggiungere il coefficiente per il peso proprio = 1,35 secondo la norma
EN 1991-1-1
6 Verifica
Prima di eseguire l'analisi, si consiglia vivamente di impostare il Moltiplicatore della rete a 2 o 3 per velocizzare il calcolo. Sebbene questo passaggio non sia obbligatorio, riduce in modo significativo i tempi di calcolo e aiuta a rilevare tempestivamente eventuali problemi di divergenza. Se l'analisi procede senza problemi, è possibile riportare il Moltiplicatore della rete a 1 per i risultati finali.
Distribuzione delle tensioni principali di compressione nel volume del calcestruzzo.
Le reazioni vincolari e l'equilibrio statico tra carichi esterni e reazioni. Lo scenario ideale è ottenere zero assoluto nella verifica normativa "Verifica dell'equilibrio", che garantisce il trasferimento completo delle forze. Piccoli residui, come 1 kN e 1 kNm, possono essere artefatti numerici.
Risultati
Tensione principale equivalente
La tensione principale equivalente (EPS) nel calcestruzzo viene determinata in base al comportamento triassiale del blocco di calcestruzzo. Le aree soggette ai carichi più elevati vengono individuate ed evidenziate. Per fornire un'indicazione dell'effetto del confinamento rispetto alla compressione uniassiale, la tensione equivalente viene calcolata utilizzando il fattore kappa.
L'intervallo delle tensioni è scalabile tramite la funzione di intervallo. Evidenzia l'area interessata da tali intervalli di tensione e fornisce un'indicazione di come la tensione si concentra nel dettaglio stesso.
Sezione di taglio dei risultati
Per ispezionare il comportamento interno del blocco di calcestruzzo, utilizzare il pulsante + Nuovo per creare Sezioni e regolare la relativa Definizione del piano (posizione e rotazione) nella finestra delle proprietà, in modo da sezionare le aree critiche. In questo modo si evidenzia dove il calcestruzzo subisce deformazione plastica. È possibile salvare queste viste nella Galleria per il Rapporto finale. Ulteriori informazioni sono disponibili in questo articolo.
Tensione nelle barre d'armatura
I risultati individuano la tensione nelle barre d'armatura. I valori dettagliati di tensione, deformazione e sfruttamento per tutti i gruppi di barre sono riportati nella scheda Armatura.
La scheda di verifica degli ancoranti fornisce un'indicazione del comportamento degli ancoranti in termini di tensione, deformazione e trasferimento delle forze. Ecco la prova che gli ancoranti SF1-SF6 sono disattivati a trazione e portano solo taglio. Il restante gruppo di ancoranti, SF7-SF10, porta invece il carico solo a trazione.
Ancoraggio
La scheda Ancoraggio verifica la resistenza di aderenza tra l'armatura e il calcestruzzo. Garantisce che la lunghezza di ancoraggio fornita sia sufficiente a trasferire le forze. La verifica confronta la tensione di aderenza effettiva (τb) con la resistenza ultima di aderenza (fbd) per prevenire la rottura per sfilamento. È possibile visualizzare questi risultati separatamente per Armatura e Ancoranti.
Deformazioni
Passare alla scheda Ausiliari e attivare Deformazione. Sebbene per lo SLU (stato limite ultimo) non siano prescritti limiti di deformazione, l'esame della configurazione deformata è un fondamentale controllo di plausibilità. Permette di accertare che il modello sia stabile e non presenti spostamenti o rotazioni non realistici (ad es. a causa di elementi disconnessi). Questa ispezione visiva aiuta a individuare rapidamente eventuali problemi di modellazione.
7 Rapporto
Infine, andare su Rapporto -> Dettagliato -> Genera. IDEA StatiCa offre un rapporto completamente personalizzabile, da stampare o salvare in un formato modificabile.
È stata eseguita una verifica di progetto completa secondo la EN 1993-1-8 (giunti in acciaio), la EN 1992-4 (ancoranti) e la EN 1992-1-1 (strutture in calcestruzzo). Il giunto in acciaio e l'ancoraggio sono stati verificati in IDEA StatiCa Connection, mentre l'integrità del blocco di calcestruzzo e l'armatura sono state analizzate in IDEA StatiCa Detail mediante il metodo CSFM conforme alla EN 1992-1-1.
