Eurocode quy định nhiều dạng phá hoại của neo và móng bê tông, đồng thời phân chia chúng theo loại tải trọng. Trong IDEA StatiCa Connection, từ trước đến nay chúng ta đã có thể kiểm tra neo, nhưng còn một số hạn chế và việc kiểm tra phải thực hiện thủ công.
Đồng thời, trước đây không thể xét đến cốt thép trong các khối bê tông. Điều này nay đã thay đổi với IDEA StatiCa Detail 3D, vốn bổ sung thêm nhiều khả năng. IDEA StatiCa Detail 3D không đưa ra các kiểm tra như chúng ta quen dùng theo tiêu chuẩn quy định cho bê tông không cốt thép. Tuy nhiên, bằng phân tích phần tử hữu hạn, chúng ta có thể kiểm chứng rằng bê tông cốt thép đáp ứng tải trọng đã cho, và trong trường hợp này, nó sẽ ngăn ngừa phá hoại do bê tông, tương ứng với các điều kiện đó. Các ứng dụng hoạt động độc lập và có thể sử dụng riêng rẽ, nhưng nhờ kết nối giữa Connection và Detail, cũng có thể sử dụng Detail chỉ như một phép tính bổ sung.
Bây giờ, chúng ta lần lượt xem xét từng điều kiện của Eurocode và các khả năng mà các ứng dụng mang lại.
Lực kéo
Eurocode chia loại tải trọng thứ nhất (lực kéo) thành 6 trường hợp phá hoại có thể xảy ra của neo hoặc khối bê tông (a, b, c, d, e, f) và thêm hai trường hợp nữa cho móng có cốt thép (g, h).
Hình dưới đây minh họa sơ đồ dạng phá hoại nào có thể kiểm tra bằng ứng dụng Connection và ứng xử nào có thể được xét đến khi sử dụng bê tông cốt thép, tức là phân tích trong Detail. IDEA StatiCa Connection sử dụng các công thức thực nghiệm từ Eurocode ( EN 1992-4-7.2.1) để thiết kế neo (CBFEM), trong khi IDEA StatiCa Detail hoàn toàn dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn (3D CSFM). Do đó, một số tùy chọn kiểm tra trùng lặp ở cả hai ứng dụng, nhưng luôn sử dụng phương pháp khác nhau.
Do bản chất của các phương pháp được triển khai trong phần mềm, trong Connection chỉ có thể xét bê tông không cốt thép, còn trong Detail chỉ có thể xét móng bê tông cốt thép.
Các giả thiết chính và hạn chế của phân tích trong IDEA StatiCa Detail 3D được nêu trong bài viết Các hạn chế đã biết.
a) Phá hoại do thép
Phá hoại do thép của riêng các neo chịu kéo được kiểm tra trong cả hai ứng dụng. Khả năng chịu kéo của neo được kiểm tra trong Connection theo công thức sau:
Trong Detail, các neo được kiểm tra theo Eurocode đã chọn (1992-4 hoặc 1993-1-8) trong Cài đặt dự án. Cách xử lý này được áp dụng từ phiên bản 25.1.1.
Trong các phiên bản cũ hơn, các neo được kiểm tra như các thanh cốt thép thông thường, dựa trên biểu đồ ứng suất - biến dạng được xác định cho từng vật liệu cụ thể, đồng thời sử dụng giá trị biến dạng giới hạn tối đa là 5% (được tính toán dựa trên hiệu ứng tăng cứng do kéo, xem thêm trong Cơ sở lý thuyết)
b) Phá hoại nón bê tông
Phá hoại nón bê tông có thể được kiểm tra trong Connection. Tuy nhiên, trong Connection, ứng dụng chỉ có thể xét bê tông không cốt thép.
Do đó, trong trường hợp nón bê tông bị phá hoại, nên chuyển sang IDEA StatiCa Detail, nơi cung cấp phân tích toàn bộ khối bê tông cốt thép. Cường độ chịu kéo của bê tông được bỏ qua theo hướng thiên về an toàn, nghĩa là khả năng chịu lực đối với phá hoại nón phần lớn được quyết định bởi lượng cốt thép đã chỉ định. Trong hình bên dưới, bạn có thể thấy các hướng của ứng suất chính thể hiện hình dạng của nón nêu trên. Ở phần bên phải, bạn có thể thấy các giá trị ứng suất của bê tông, được so sánh với các giá trị giới hạn.
c) Phá hoại do nhổ neo
Kiểm tra tiêu chuẩn này có trong Connection chỉ đối với một số trường hợp nhất định (xem hình đầu tiên trong bài viết này). Cần có thêm một kiểm tra bổ sung đối với neo cơ học cấy sau.
Trong Detail, có thể thiết lập các neo dán keo và chỉ định cường độ liên kết dính thiết kế theo các thông số kỹ thuật của chúng. Sau đó, các neo sẽ được kiểm tra dựa trên các thông số này. (Chỉ áp dụng cho bê tông cốt thép.)
d) Phá hoại kết hợp do nhổ neo và phá hoại do bê tông của phần tử liên kết dính
Dạng phá hoại này chỉ có thể được phát hiện trong Detail, nơi ứng suất bê tông và các vùng neo được kiểm tra bằng 3D CSFM. Cơ chế phá hoại kết hợp do nhổ neo và phá hoại do bê tông trong Detail dựa trên các nguyên tắc đã nêu ở trên, và việc kiểm tra là một phần của kiểm tra cường độ bê tông và kiểm tra neo. (Chỉ áp dụng cho bê tông cốt thép.)
e) Phá hoại do tách bê tông
Không thể kiểm tra trong Connection. Đối với Detail, phá hoại do tách thường là vấn đề của bê tông không cốt thép, trong đó việc sử dụng cốt thép ngăn không cho nó xảy ra. Đồng thời, trong ứng dụng Detail có thể xem ứng suất và biến dạng của cả cốt thép chịu lực nén hoặc kéo lẫn bê tông chịu lực nén.
f) Phá hoại do bung bê tông
Đối với bê tông không cốt thép, có thể thực hiện kiểm tra tiêu chuẩn theo phương pháp thực nghiệm của Eurocode trong Connection.
Đối với các cấu kiện kết cấu có cốt thép, có thể sử dụng Detail. Phá hoại do bung bê tông được xét đến trong phân tích cường độ bê tông, trong đó ứng suất kéo chỉ do cốt thép chịu (như đã đề cập nhiều lần ở trên).
Các kiểm tra bổ sung cho khối bê tông cốt thép:
Đối với móng có cốt thép, cần có thêm kiểm tra cốt thép. Phá hoại do thép của cốt thép và phá hoại neo của cốt thép là một phần của kiểm tra cốt thép trong Detail.
g) Phá hoại do thép của cốt thép
h) Phá hoại neo của cốt thép
Tải trọng cắt
Eurocode chia loại tải trọng thứ hai (lực cắt) thành 4 trường hợp phá hoại có thể xảy ra của neo hoặc khối bê tông (a, b, c, d) và thêm hai trường hợp nữa cho móng có cốt thép (e, f).
Hình dưới đây minh họa sơ đồ dạng phá hoại nào có thể kiểm tra bằng ứng dụng Connection và ứng xử nào cũng có thể được xét đến khi sử dụng bê tông cốt thép, tức là phân tích trong Detail. IDEA StatiCa Connection sử dụng các công thức thực nghiệm từ Eurocode ( EN 1992-4-7.2.2) để thiết kế neo (CBFEM). Tất cả các dạng phá hoại do lực cắt đều có thể được kiểm tra trong ứng dụng Connection.
Trong IDEA StatiCa Detail 3D, lực cắt có thể được truyền qua ma sát, neo hoặc chốt chịu cắt. Cần lưu ý rằng chỉ móng và các neo được kiểm tra. Các bộ phận thép khác (ví dụ: chốt chịu cắt, đường hàn) cần được kiểm tra trong Connection hoặc bằng công cụ khác. Một lần nữa cần nhấn mạnh rằng chỉ yêu cầu bê tông cốt thép.
a) Phá hoại do thép không có cánh tay đòn
Phá hoại do thép không có cánh tay đòn của các neo chịu cắt được kiểm tra trong Connection. Khả năng chịu cắt của neo được kiểm tra trong IDEA StatiCa Connection theo công thức sau:
Trong Detail, các neo một lần nữa được kiểm tra theo Eurocode đã chọn (1992-4 hoặc 1993-1-8) trong Cài đặt dự án. Cách xử lý này được áp dụng từ phiên bản 25.1.1. Không thể thực hiện kiểm tra này trong Detail đối với các phiên bản cũ hơn.
b) Phá hoại do thép có cánh tay đòn
Phá hoại do thép có cánh tay đòn của các neo chịu cắt được kiểm tra trong cả Connection và Detail. Khả năng chịu cắt của neo được kiểm tra trong IDEA StatiCa Connection theo công thức sau:
Trong Detail, các neo được kiểm tra theo Eurocode đã chọn trong Cài đặt dự án. Các phương trình liên quan được sử dụng trong kiểm tra có thể xem trong phần Cơ sở lý thuyết.
c) Phá hoại do bẩy bê tông
Phá hoại do bẩy bê tông của các neo chịu cắt chỉ được kiểm tra trong Connection. Khả năng chịu cắt của neo được kiểm tra trong IDEA StatiCa Connection theo công thức sau:
Khả năng chịu cắt của bê tông thông qua bản mã chân cột sau đó được kiểm tra trong Detail application.
d) Phá hoại mép bê tông
Phá hoại mép bê tông của các neo chịu cắt chỉ được kiểm tra trong Connection đối với bê tông không cốt thép. Khả năng chịu cắt của neo được kiểm tra trong IDEA StatiCa Connection theo công thức sau:
Phá hoại mép bê tông có thể được kiểm tra trong Detail (chỉ đối với bê tông cốt thép).
Các kiểm tra bổ sung cho khối bê tông cốt thép:
Đối với móng có cốt thép, cần có thêm kiểm tra cốt thép. Phá hoại do thép và phá hoại neo của cốt thép là một phần của kiểm tra cốt thép trong IDEA StatiCa Detail.
e) Phá hoại do thép của cốt thép gia cường
f) Phá hoại neo của cốt thép gia cường
Kết luận
Ưu điểm đáng kể nhất thể hiện ở các ví dụ như neo gần mép và các trường hợp khác mà bê tông không cốt thép không đáp ứng được tải trọng yêu cầu. Lưu ý rằng các neo và chốt chịu cắt vẫn cần được kiểm tra thêm trong Connection, nhưng khi kết hợp, hai công cụ phần mềm này cung cấp một giải pháp toàn diện.
Do phương pháp và cách thiết kế của ứng dụng, Detail application chỉ phù hợp với móng có cốt thép.
