O tutorial seguinte explica como modelar uma sapata completamente no IDEA StatiCa Detail. O tema da importação da aplicação Connection para o Detail é abordado no tutorial Ligação BIM do Connection ao Detail.
1 Novo projeto
Comece por iniciar a aplicação IDEA StatiCa. Na janela principal do IDEA StatiCa, abra a aplicação Detail para definir um novo projeto.
Selecione o tipo Modelo 3D e o modelo vazio. Ajuste os parâmetros de acordo com a imagem abaixo (betão C25/30, classe do parafuso 10.9, cobrimento do betão 40 mm). Por fim, clique em Criar.
2 Geometria
Foi criado um projeto completamente em branco, pelo que tem agora de definir tudo de raiz. Em seguida, deve definir um novo bloco sólido.
O passo seguinte consiste em apoiar o bloco, adicionando um novo Apoio de superfície. O utilizador pode definir diferentes rigidezes em cada direção. Por predefinição, o apoio na direção vertical está definido como "apenas compressão", refletindo o facto de o solo não conseguir transmitir esforços de tração. O valor da rigidez da mola do solo é normalmente determinado em colaboração com um engenheiro geotécnico. Em geral, depende do subsolo, da profundidade da fundação, da forma da fundação e das ações aplicadas. Introduza o valor kz = 40 MN/m3, correspondente a boas condições de fundação (argila muito dura). O apoio de superfície pode ser definido para toda a superfície ou apenas para uma parte definida por uma polilinha. Neste caso, utilize a definição predefinida Superfície completa.
Tenha em atenção que a aplicação não substitui a verificação geotécnica da fundação. Não verifica o valor da pressão no solo e não efetua a verificação normativa da estabilidade da sapata. Se o momento fletor for definido demasiado elevado, a sapata irá tombar (conforme indicado por uma análise divergente ou por grandes deformações/movimentos).
O passo seguinte consiste em definir os dispositivos de transferência. A placa de base será o primeiro elemento a criar. Irá definir uma placa de base de aço quadrada, localizada junto ao bordo do bloco de betão. O esforço de corte é transferido por atrito entre a placa de aço e a superfície do betão. Em alternativa, a transferência do esforço de corte pode ser atribuída a uma chaveta de corte ou às âncoras.
A espessura da placa de base é definida como 60 mm para garantir que esta se comporta como uma placa rígida, evitando qualquer erro de cálculo das forças nas âncoras ou da tensão de contacto no betão devido à deformação. Ao exportar dados da aplicação Connection, a deformação da placa de base é considerada através da geração de uma carga ao longo do perímetro da estrutura ligada. Além disso, as forças nas âncoras são transferidas diretamente da aplicação Connection, onde a placa de base é modelada como um material plástico, enrijecido pela estrutura ligada. Para mais detalhes sobre este tema, consulte o artigo Importação de ancoragens do Connection para o Detail.
Com a placa de base definida com sucesso, é agora altura de passar às âncoras. As âncoras devem ser de aço da classe 10.9.
Podem ser selecionados dois tipos de âncoras:
Âncoras moldadas no local: âncoras pré-instaladas com propriedades de aderência predefinidas com base no tipo selecionado (armadura, âncora com placa de anilha ou pino com cabeça)
Pós-instaladas (adesivas): âncoras pós-instaladas (âncoras químicas) com a opção de personalizar a resistência de aderência com base na resistência de aderência real. Saiba mais no artigo Resistência de aderência das âncoras no Detail 3D.
Utilize a Pós-instalada - Barra roscada, defina o material como aço 10.9 e a resistência de aderência como 5,0 MPa. O valor da resistência de aderência deve ser definido com base na documentação técnica fornecida pelo fabricante da âncora adesiva.
É importante ligar a âncora à placa de base, porque as ações serão aplicadas nesta. Copie a âncora três vezes e ajuste as posições.
3 Armadura
Selecione Conjunto de varões(1)-->Em várias arestas(2) e preencha as propriedades(3).
Copie a operação e altere a Superfície. Todas as outras opções são mantidas.
Copie novamente a operação e modifique os parâmetros para definir a armadura horizontal.
O último passo será definir a armadura de esforço transverso. Pode modelá-la como varões verticais com aderência perfeita em ambas as extremidades. Introduza um novo grupo de varões Na superfície e modifique os parâmetros pela última vez.
4 Ações e combinações
Existirão dois casos de carga: LC1: peso próprio, LC2: ação permanente.
Comece pelo Peso próprio.
No passo seguinte, serão definidos os valores de cálculo da ação permanente que atua na placa de base. Pode definir seis componentes da carga pontual e a respetiva posição na placa de base.
Agora, crie uma combinação de ações de cálculo. Pode adicionar os coeficientes de combinação com base na norma. Como referido, as forças pontuais na placa de base já estão em valores de cálculo, pelo que o coeficiente para a LC2 será mantido como 1,0.
5 Cálculo e verificação
Antes de executar a análise, recomendamos vivamente alterar o multiplicador da malha para dois, a fim de acelerar o processo de simulação. Este passo não é obrigatório, mas pode reduzir o tempo de cálculo e ajudar a detetar eventuais problemas de divergência. Se tudo funcionar corretamente e não surgirem problemas, pode voltar a um multiplicador de um e realizar a análise e a verificação finais.
Quando a análise estiver concluída, é apresentada uma breve síntese dos resultados no canto superior esquerdo do ecrã. Pode passar para o separador Verificação . Serão apresentados os resultados resumidos, mostrando o fluxo de tensões tanto no betão como na armadura.
Tensão principal efetiva
A tensão principal efetiva (EPS) no betão é determinada com base no comportamento volumétrico do bloco de betão e é comparada diretamente com o valor de cálculo da resistência do betão fcd. A relação entre a tensão máxima de compressão no betão σc3 e a tensão principal efetiva é expressa através do fator capa. Saiba mais sobre a tensão principal efetiva aqui.
Secções
Também pretende verificar o que se passa no interior do bloco de betão. Para o efeito, pode definir uma secção. Pode definir qualquer plano e estabelecer a sua posição.
Pode definir qualquer número de secções em qualquer direção. Para voltar à vista predefinida, clique no ícone das secções.
Tensões nas âncoras e nos varões de armadura
Na Verificação de resistência, pode apresentar a tensão e a deformação de todos os varões de armadura e âncoras. Pode constatar que a âncora junto ao canto apresenta a utilização máxima.
Ancoragem
O separador Ancoragem permite ao utilizador apresentar a tensão de aderência e a força total em cada varão e em cada âncora.
As âncoras devem ser sempre verificadas de acordo com a norma. Pode efetuar a verificação normativa completa das âncoras e dos blocos de betão utilizando as aplicações Connection e Detail. Pode ler mais sobre as verificações no Connection e no Detail no artigo Verificação normativa completa de âncoras e blocos de betão com o IDEA StatiCa (EN).
Existem algumas verificações que a aplicação Connection não consegue realizar. Essas verificações em falta no IDEA StatiCa Connection são contornadas utilizando o Detail:
Além disso, a aplicação Detail tem automaticamente em conta a armadura junto à âncora, o que pode aumentar significativamente a capacidade resistente das âncoras nos casos em que a rotura do cone de betão é condicionante.
Deformações
Recomenda-se vivamente verificar a deformação após a análise, para garantir que o modelo não apresenta grandes deformações, rotações significativas ou distorção de qualquer elemento finito. Isto proporcionará uma visão geral dos resultados da análise e ajudará a identificar quaisquer problemas que possam ter surgido durante a análise.
Aceda a Auxiliar e ative a Deformação.
6 Relatório
Por fim, aceda a Pré-visualização/Impressão do relatório. O IDEA StatiCa Detail oferece um relatório totalmente personalizável, para imprimir ou guardar num formato editável.
Aprendeu a introduzir um bloco de betão com armadura no IDEA StatiCa Detail, a definir apoios e a utilizar dispositivos de transferência de cargas. Sabe como introduzir ações e definir combinações de ações e, por fim, aprendeu a realizar a análise e as verificações normativas.
