Eurocode กำหนดรูปแบบการวิบัติของพุกและฐานราก Concrete ไว้หลายรูปแบบ และแบ่งย่อยตามประเภทของแรงที่กระทำ ที่ผ่านมา เราสามารถประเมินพุกใน IDEA StatiCa Module การเชื่อมต่อ ได้ แต่มีข้อจำกัดบางประการ และการประเมินบางส่วนต้องทำด้วยตนเอง
ในขณะเดียวกัน ไม่สามารถนำเหล็กเสริมในบล็อก Concrete มาพิจารณาได้ สถานการณ์นี้กำลังเปลี่ยนไปด้วย IDEA StatiCa Detail 3D ซึ่งเพิ่มความเป็นไปได้ในการวิเคราะห์ IDEA StatiCa Detail 3D ไม่ได้ให้การประเมินตามแบบที่เราคุ้นเคยในมาตรฐานที่กำหนดไว้สำหรับคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็ก อย่างไรก็ตาม ด้วยการวิเคราะห์ FE เราสามารถตรวจสอบได้ว่า Concrete เสริมเหล็กจะรับแรงที่กำหนดได้ และในกรณีนี้ จะป้องกันการวิบัติของคอนกรีตซึ่งสอดคล้องกับเงื่อนไขดังกล่าว แอปพลิเคชันทั้งสองทำงานได้อย่างอิสระและสามารถใช้แยกกันได้ แต่ด้วยการเชื่อมโยงระหว่าง Connection และ Detail จึงสามารถใช้ Detail เป็นเพียงการคำนวณเสริมได้เช่นกัน
ต่อไปนี้ เราจะพิจารณาเงื่อนไขของ Eurocode ทีละข้อ พร้อมความสามารถที่แอปพลิเคชันทั้งสองมีให้
แรงดึง
Eurocode แบ่งแรงที่กระทำประเภทแรก (แรงดึง) ออกเป็น 6 กรณีที่เป็นไปได้ของการวิบัติของพุกหรือบล็อก Concrete (a, b, c, d, e, f) และอีกสองกรณีสำหรับฐานรากเสริมเหล็ก (g, h)
ภาพด้านล่างแสดงแผนภาพว่าการวิบัติประเภทใดที่สามารถประเมินได้ด้วยแอปพลิเคชัน Connection และพฤติกรรมใดที่สามารถครอบคลุมได้โดยใช้ Concrete เสริมเหล็ก ซึ่งก็คือการวิเคราะห์ใน Detail IDEA StatiCa Module การเชื่อมต่อ ใช้สูตรเชิงประจักษ์จาก Eurocode ( EN 1992-4-7.2.1) สำหรับการออกแบบพุก (CBFEM) ส่วน IDEA StatiCa Detail อาศัยวิธี Finite Element ทั้งหมด (3D CSFM) ดังนั้น ตัวเลือกการประเมินบางรายการจึงซ้อนทับกันในทั้งสองแอปพลิเคชัน แต่ใช้วิธีที่แตกต่างกันเสมอ
จากลักษณะของวิธีที่ใช้ในซอฟต์แวร์ Connection สามารถพิจารณาได้เฉพาะคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็ก ในขณะที่ Detail สามารถพิจารณาได้เฉพาะฐานราก Concrete เสริมเหล็ก
สมมติฐานหลักและข้อจำกัดของการวิเคราะห์สำหรับ IDEA StatiCa Detail 3D ระบุไว้ในบทความ ข้อจำกัดที่ทราบ
a) การวิบัติของเหล็ก
การวิบัติของเหล็กของพุกที่รับแรงดึงเพียงอย่างเดียวได้รับการตรวจสอบในทั้งสองแอปพลิเคชัน ความต้านทานแรงดึงของพุกใน Connection ตรวจสอบตามสูตรต่อไปนี้:
ใน Detail พุกจะถูกตรวจสอบตาม Eurocode ที่เลือกไว้ (1992-4 หรือ 1993-1-8) ในการตั้งค่าโครงการ พฤติกรรมนี้ใช้ได้ตั้งแต่เวอร์ชัน 25.1.1
ในเวอร์ชันเก่า พุกจะถูกตรวจสอบเหมือนเหล็กเสริมทั่วไป โดยอิงจากแผนภาพความเค้น-ความเครียดที่กำหนดไว้สำหรับวัสดุแต่ละชนิด และใช้ค่าความเครียดจำกัดสูงสุด 5% (คำนวณจากผลของการเสริมความแข็งจากแรงดึง อ่านเพิ่มเติมได้ใน พื้นฐานทางทฤษฎี)
b) การวิบัติแบบกรวย Concrete
การวิบัติแบบกรวย Concrete สามารถตรวจสอบได้ใน Connection อย่างไรก็ตาม ใน Connection แอปพลิเคชันสามารถพิจารณาได้เฉพาะคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็ก
ดังนั้น ในกรณีที่กรวย Concrete วิบัติ ควรดำเนินการต่อใน IDEA StatiCa Module รายละเอียด ซึ่งให้การวิเคราะห์บล็อกเสริมเหล็กทั้งบล็อก กำลังรับแรงดึงของ Concrete ถูกละเลยไว้เพื่อความปลอดภัย ซึ่งหมายความว่ากำลังรับน้ำหนักสำหรับการวิบัติแบบกรวยถูกกำหนดในระดับมากโดยปริมาณเหล็กเสริมที่ระบุ ในภาพด้านล่าง จะเห็นทิศทางของความเค้นหลักซึ่งแสดงรูปร่างของกรวยดังกล่าว ในส่วนด้านขวา จะเห็นค่าความเค้นใน Concrete ซึ่งถูกประเมินเทียบกับค่าจำกัด
c) การวิบัติแบบถอนหลุด
การตรวจสอบตามมาตรฐานนี้มีใน Connection เฉพาะบางกรณีเท่านั้น (ดูภาพแรกในบทความนี้) สำหรับพุกติดตั้งภายหลังแบบกลไก ต้องมีการประเมินเพิ่มเติม
ใน Detail สามารถกำหนดค่าพุกที่เรียกว่าพุกกาว และระบุค่าการออกแบบของกำลังแรงยึดเหนี่ยวตามพารามิเตอร์ทางเทคนิคของพุกได้ พุกจะถูกตรวจสอบตามพารามิเตอร์เหล่านี้ (ใช้ได้เฉพาะคอนกรีตเสริมเหล็กเท่านั้น)
d) การวิบัติร่วมแบบถอนหลุดและการวิบัติของคอนกรีตของตัวยึดแบบยึดติดด้วยกาว
การวิบัตินี้สามารถตรวจพบได้เฉพาะใน Detail ซึ่งความเค้นใน Concrete และบริเวณยึดเหนี่ยวถูกประเมินโดยใช้ 3D CSFM กลไกการวิบัติร่วมแบบถอนหลุดและการวิบัติของคอนกรีตใน Detail อิงตามหลักการที่กำหนดไว้ข้างต้น และการประเมินเป็นส่วนหนึ่งของการตรวจสอบกำลังของ Concrete และการยึดเหนี่ยว (ใช้ได้เฉพาะคอนกรีตเสริมเหล็กเท่านั้น)
e) การวิบัติแบบแตกแยกของ Concrete
ไม่สามารถประเมินได้ใน Connection สำหรับ Detail การวิบัติแบบแตกแยกมักเป็นปัญหาของคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็ก ซึ่งการใช้เหล็กเสริมช่วยป้องกันไม่ให้เกิดขึ้น ในขณะเดียวกัน สามารถดูความเค้นและความเครียดของทั้งเหล็กเสริมที่รับแรงอัดหรือแรงดึง และ Concrete ที่รับแรงอัดได้ในแอปพลิเคชัน Detail
f) การวิบัติแบบ Blow-out ของ Concrete
สำหรับคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็ก สามารถทำการตรวจสอบตามมาตรฐานเชิงประจักษ์ตาม Eurocode ได้ใน Connection
สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างเสริมเหล็ก สามารถใช้ Detail ได้ การวิบัติแบบ Blow-out ของ Concrete ครอบคลุมอยู่ในการวิเคราะห์กำลังของ Concrete โดยแรงดึงจะถูกถ่ายโดยเหล็กเสริมเพียงอย่างเดียว (ตามที่กล่าวไว้หลายครั้งข้างต้น)
การตรวจสอบเพิ่มเติมสำหรับบล็อก Concrete เสริมเหล็ก:
สำหรับฐานรากเสริมเหล็ก จำเป็นต้องมีการประเมินเหล็กเสริมเพิ่มเติม การวิบัติของเหล็กของเหล็กเสริมและการวิบัติของการยึดเหนี่ยวของเหล็กเสริมเป็นส่วนหนึ่งของการประเมินเหล็กเสริมใน Detail
g) การวิบัติของเหล็กของเหล็กเสริม
h) การวิบัติของการยึดเหนี่ยวของเหล็กเสริม
แรงเฉือนที่กระทำ
Eurocode แบ่งแรงที่กระทำประเภทที่สอง (แรงเฉือน) ออกเป็น 4 กรณีที่เป็นไปได้ของการวิบัติของพุกหรือบล็อก Concrete (a, b, c, d) และอีกสองกรณีสำหรับฐานรากเสริมเหล็ก (e, f)
ภาพด้านล่างแสดงแผนภาพว่าการวิบัติประเภทใดที่สามารถประเมินได้ด้วยแอปพลิเคชัน Connection และพฤติกรรมใดที่สามารถครอบคลุมได้โดยใช้ Concrete เสริมเหล็ก ซึ่งก็คือการวิเคราะห์ใน Detail IDEA StatiCa Module การเชื่อมต่อ ใช้สูตรเชิงประจักษ์จาก Eurocode ( EN 1992-4-7.2.2) สำหรับการออกแบบพุก (CBFEM). การวิบัติทุกประเภทที่เกิดจากแรงเฉือนสามารถครอบคลุมได้ในแอปพลิเคชัน Connection
ใน IDEA StatiCa Detail 3D แรงเฉือนสามารถถ่ายผ่านแรงเสียดทาน พุก หรือเดือยรับแรงเฉือน ที่สำคัญคือ มีการประเมินเฉพาะฐานรากและพุกเท่านั้น ส่วนเหล็กอื่น ๆ (เช่น เดือยรับแรงเฉือน รอยเชื่อม) ต้องตรวจสอบใน Connection หรือที่อื่น ขอเน้นย้ำอีกครั้งว่าต้องเป็นคอนกรีตเสริมเหล็กเท่านั้น
a) การวิบัติของเหล็กโดยไม่มีแขนคาน
การวิบัติของเหล็กโดยไม่มีแขนคานของพุกที่รับแรงเฉือนได้รับการตรวจสอบใน Connection ความต้านทานแรงเฉือนของพุกตรวจสอบใน IDEA StatiCa Module การเชื่อมต่อ ตามสูตรต่อไปนี้:
ใน Detail พุกจะถูกตรวจสอบตาม Eurocode ที่เลือกไว้ (1992-4 หรือ 1993-1-8) ในการตั้งค่าโครงการอีกครั้ง พฤติกรรมนี้ใช้ได้ตั้งแต่เวอร์ชัน 25.1.1 ไม่สามารถทำการประเมินใน Detail ได้สำหรับเวอร์ชันเก่า
b) การวิบัติของเหล็กโดยมีแขนคาน
การวิบัติของเหล็กโดยมีแขนคานของพุกที่รับแรงเฉือนได้รับการตรวจสอบทั้งใน Connection และ Detail ความต้านทานแรงเฉือนของพุกตรวจสอบใน IDEA StatiCa Module การเชื่อมต่อ ตามสูตรต่อไปนี้:
ใน Detail พุกจะถูกตรวจสอบตาม Eurocode ที่เลือกไว้ในการตั้งค่าโครงการ สามารถดูสมการที่เกี่ยวข้องซึ่งใช้ในการตรวจสอบได้ในพื้นฐานทางทฤษฎี
c) การวิบัติแบบงัดหลุดของ Concrete
การวิบัติแบบงัดหลุดของ Concrete ของพุกที่รับแรงเฉือนได้รับการตรวจสอบเฉพาะใน Connection ความต้านทานแรงเฉือนของพุกตรวจสอบใน IDEA StatiCa Module การเชื่อมต่อ ตามสูตรต่อไปนี้:
จากนั้นกำลังรับแรงเฉือนของ Concrete ผ่านแผ่นฐานจะถูกประเมินในแอปพลิเคชัน Detail
d) การวิบัติที่ขอบของ Concrete
การวิบัติที่ขอบของ Concrete ของพุกที่รับแรงเฉือนได้รับการตรวจสอบใน Connection เฉพาะสำหรับคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็กเท่านั้น ความต้านทานแรงเฉือนของพุกตรวจสอบใน IDEA StatiCa Module การเชื่อมต่อ ตามสูตรต่อไปนี้:
การวิบัติที่ขอบของ Concrete สามารถตรวจสอบได้ใน Detail (เฉพาะคอนกรีตเสริมเหล็กเท่านั้น)
การตรวจสอบเพิ่มเติมสำหรับบล็อก Concrete เสริมเหล็ก:
สำหรับฐานรากเสริมเหล็ก จำเป็นต้องมีการประเมินเหล็กเสริมเพิ่มเติม การวิบัติของเหล็กและการวิบัติของการยึดเหนี่ยวของเหล็กเสริมเป็นส่วนหนึ่งของการประเมินเหล็กเสริมใน IDEA StatiCa Module รายละเอียด
e) การวิบัติของเหล็กของเหล็กเสริมเพิ่มเติม
f) การวิบัติของการยึดเหนี่ยวของเหล็กเสริมเพิ่มเติม
สรุป
ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดพบได้ในตัวอย่าง เช่น การยึดพุกใกล้ขอบ และกรณีอื่น ๆ ที่คอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็กไม่สามารถรับแรงที่ต้องการได้ โปรดทราบว่าพุกและเดือยรับแรงเฉือนยังต้องได้รับการประเมินเพิ่มเติมใน Connection แต่ซอฟต์แวร์ทั้งสองตัวนี้ร่วมกันให้ทางออกที่ครบถ้วน
เนื่องจากวิธีการและลักษณะการออกแบบของแอปพลิเคชัน แอปพลิเคชัน Detail จึงเหมาะสำหรับฐานรากเสริมเหล็กเท่านั้น
