W poniższym poradniku wyjaśniono, jak zamodelować stopę fundamentową w całości w IDEA StatiCa Detail. Import z Connection application do Detail opisano w poradniku BIM link Connection to Detail.
1 Nowy projekt
Zacznij od uruchomienia aplikacji IDEA StatiCa. W oknie głównym IDEA StatiCa otwórz aplikację Detail , aby zdefiniować nowy projekt.
Wybierz typ 3D Model i pusty szablon. Dostosuj parametry zgodnie z poniższym rysunkiem (beton C25/30, klasa śrub 10.9, otulina betonowa 40 mm). Na koniec kliknij Create.
2 Geometria
Utworzono całkowicie pusty projekt i teraz należy wszystko zdefiniować od podstaw. Następnie zdefiniuj nową bryłę.
Kolejnym krokiem jest podparcie bryły przez dodanie nowej podpory powierzchniowej (Surface Support). Użytkownik może ustawić różne sztywności w każdym kierunku. Domyślnie podpora w kierunku pionowym jest ustawiona jako „tylko ściskanie”, co odzwierciedla fakt, że grunt nie przenosi obciążenia przy rozciąganiu. Wartość sztywności sprężyny podłoża gruntowego zwykle określa się we współpracy z inżynierem geotechnikiem. Ogólnie zależy ona od rodzaju podłoża, głębokości posadowienia, kształtu fundamentu oraz przyłożonych obciążeń. Wprowadź wartość kz = 40 MN/m3, odpowiadającą dobrym warunkom posadowienia (bardzo twarda glina). Podporę powierzchniową można ustawić na całej powierzchni lub tylko na jej części zdefiniowanej polilinią. W tym przypadku użyj ustawienia domyślnego Whole surface.
Należy pamiętać, że aplikacja nie zastępuje weryfikacji geotechnicznej fundamentu. Nie sprawdza wartości nacisku na grunt i nie wykonuje sprawdzenia normowego stateczności stopy fundamentowej. Jeśli obciążenie zginające zostanie ustawione zbyt wysoko, stopa ulegnie przewróceniu (co zasygnalizuje rozbieżna analiza lub duże odkształcenia/przemieszczenia).
Następnym krokiem jest zdefiniowanie elementów przekazujących obciążenia. Pierwszym tworzonym elementem będzie płyta podstawy. Zdefiniujesz kwadratową stalową płytę podstawy położoną blisko krawędzi bloku betonowego. Siła ścinająca jest przenoszona przez tarcie między stalową płytą a powierzchnią betonu. Alternatywnie przenoszenie ścinania można przypisać ostrodze lub kotwom.
Grubość płyty podstawy ustawiono na 60 mm, aby zachowywała się jak płyta sztywna, co zapobiega błędnemu obliczeniu sił w kotwach lub naprężeń kontaktowych w betonie wskutek odkształcenia. Przy eksporcie danych z Connection application odkształcenie płyty podstawy uwzględnia się przez wygenerowanie obciążenia wzdłuż obwodu konstrukcji łączonej. Dodatkowo siły w kotwach są przenoszone bezpośrednio z Connection application, gdzie płyta podstawy jest modelowana jako materiał plastyczny usztywniony przez konstrukcję łączoną. Więcej informacji na ten temat znajdziesz w artykule Import of anchoring from Connection to Detail.
Po zdefiniowaniu płyty podstawy można przejść do kotew. Kotwy należy wykonać ze stali klasy 10.9.
Można wybrać dwa typy kotew:
Kotwy wylewane na miejscu budowy: kotwy instalowane przed betonowaniem, o predefiniowanych właściwościach przyczepności zależnych od wybranego typu (zbrojenie, kotwa z podkładką lub śruba z łbem)
Post-Installed (Adhesive): kotwy montowane po betonowaniu (kotwy chemiczne) z możliwością dostosowania wytrzymałości przyczepności do jej rzeczywistej wartości. Więcej informacji znajdziesz w artykule Bond strength for anchors in Detail 3D.
Użyj opcji Post-installed - Threaded Rod i ustaw materiał Steel 10.9 oraz wytrzymałość przyczepności 5,0 MPa. Wartość wytrzymałości przyczepności należy przyjąć na podstawie dokumentacji technicznej producenta kotew klejonych.
Ważne jest, aby połączyć kotwę z płytą podstawy, ponieważ obciążenia będą przykładane do płyty. Skopiuj kotwę trzykrotnie i dostosuj położenia.
3 Zbrojenie
Wybierz Rebar assembly(1)-->On more edges(2) i wypełnij właściwości(3).
Copy – skopiuj operację i zmień Surface. Wszystkie pozostałe opcje zostaną zachowane.
Ponownie skopiuj operację i zmodyfikuj parametry, aby zdefiniować zbrojenie poziome.
Ostatnim krokiem będzie zdefiniowanie zbrojenia na ścinanie. Można je zamodelować jako pręty pionowe z doskonałą przyczepnością na obu końcach. Wprowadź nową grupę prętów On surface i zmodyfikuj parametry po raz ostatni.
4 Obciążenia i kombinacje
Zdefiniowane zostaną dwa przypadki obciążenia: LC1: ciężar własny, LC2: obciążenie stałe.
Zacznij od Self-weight.
W następnym kroku zostaną zdefiniowane wartości obliczeniowe obciążenia stałego działającego na płytę podstawy. Można zdefiniować sześć składowych obciążenia punktowego oraz jego położenie na płycie podstawy.
Teraz utwórz obliczeniową kombinację obciążeń. Można dodać współczynniki kombinacyjne zgodnie z normą. Jak wspomniano, siły punktowe na płycie podstawy są już wartościami obliczeniowymi, dlatego współczynnik dla LC2 pozostawimy równy 1,0.
5 Obliczenia i sprawdzenie
Przed uruchomieniem analizy zdecydowanie zalecamy zmianę mnożnika siatki na dwa, aby przyspieszyć proces symulacji. Ten krok nie jest obowiązkowy, ale może skrócić czas obliczeń i pomóc wykryć ewentualne problemy ze zbieżnością. Jeśli wszystko działa prawidłowo i nie pojawiają się problemy, można wrócić do mnożnika równego jeden i wykonać końcową analizę oraz sprawdzenie.
Po zakończeniu analizy w lewym górnym rogu ekranu wyświetlany jest krótki przegląd wyników. Można przełączyć się na kartę Check . Zostaną wyświetlone wyniki zbiorcze przedstawiające przepływ naprężeń zarówno w betonie, jak i w zbrojeniu.
Efektywne naprężenie główne
Efektywne naprężenie główne (EPS) w betonie wyznacza się na podstawie objętościowego zachowania bloku betonowego i porównuje bezpośrednio z wartością obliczeniową wytrzymałości betonu fcd. Zależność między maksymalnym naprężeniem ściskającym w betonie σc3 a efektywnym naprężeniem głównym wyraża współczynnik kappa. Więcej informacji o efektywnym naprężeniu głównym znajdziesz tutaj.
Przekroje
Chcesz sprawdzić również, co dzieje się wewnątrz bloku betonowego. W tym celu można zdefiniować przekrój. Można zdefiniować dowolną płaszczyznę i ustawić jej położenie.
Można zdefiniować dowolną liczbę przekrojów w dowolnym kierunku. Aby wrócić do widoku domyślnego, kliknij ikonę przekrojów.
Naprężenia w kotwach i prętach zbrojeniowych
W Strength Check można wyświetlić naprężenia i odkształcenia wszystkich prętów zbrojeniowych i kotew. Można zauważyć, że kotwa położona blisko narożnika ma maksymalny stopień wykorzystania.
Zakotwienie
Karta Anchorage umożliwia wyświetlenie naprężeń przyczepności oraz całkowitej siły w każdym pręcie i każdej kotwie.
Kotwy należy zawsze sprawdzać zgodnie z normą. Kompletne sprawdzenie normowe kotew i bloków betonowych można wykonać w aplikacjach Connection i Detail. Więcej informacji o sprawdzeniach w Connection i Detail znajdziesz w artykule Complete code-check of anchors and concrete block with IDEA StatiCa (EN).
Istnieją sprawdzenia, których Connection application nie może wykonać. Te brakujące w IDEA StatiCa Connection sprawdzenia można zrealizować w Detail:
Ponadto Detail application automatycznie uwzględnia zbrojenie w pobliżu kotwy, co może znacząco zwiększyć nośność kotew, gdy decyduje zniszczenie betonu w postaci stożka.
Odkształcenia
Zdecydowanie zaleca się sprawdzenie odkształceń po wykonaniu analizy, aby upewnić się, że w modelu nie występują duże odkształcenia, znaczne obroty ani zniekształcenia żadnego elementu skończonego. Pozwoli to uzyskać ogólny obraz wyników analizy i zidentyfikować ewentualne problemy, które mogły wystąpić podczas analizy.
Przejdź do Auxiliary i włącz Deformation.
6 Raport
Na koniec przejdź do Report Preview/Print. IDEA StatiCa Detail oferuje w pełni konfigurowalny raport, który można wydrukować lub zapisać w formacie edytowalnym.
Wiesz już, jak wprowadzić blok betonowy ze zbrojeniem w IDEA StatiCa Detail, ustawić podpory i użyć elementów przekazujących obciążenia. Wiesz, jak wprowadzić obciążenia i zdefiniować kombinacje obciążeń, a na koniec dowiedziałeś się, jak wykonać analizę i sprawdzenia normowe.
