BIM propojení IDEA StatiCa Connection a Detail - Excentricky zatížené kotvení

1 Nový projekt

Spusťte aplikaci IDEA StatiCa Connection. Vše začíná na kartě Ocel.

Výchozí nastavení topologie kotvení ponechte dle šablony a vytvořte projekt.

2 Návrh

Upravte operaci Patní deska, abyste dosáhli finálního tvaru excentricky zatíženého betonového bloku. Přenos smykové síly je nastaven na Tření.

• Od vydání verze 24.1 je IDEA StatiCa Detail v plné verzi pro návrh kotvení ve 3D a s touto novou verzí lze smyk přenášet přes kotvy, smykové zarážky a třením.

Zadejte vnitřní síly pro dvouose zatížené kotvení. Ohybové momenty způsobují  tlakové napětí ve spáře mezi patní deskou a betonem směrem ke středu základu. Kotvy u okraje betonu jsou tažené. Ve výchozím nastavení se předpokládá potrhaný beton. 

3 Posudek

Přesuňte se na kartu Posudek. Posouzení podle normy prokázalo nevyhovující návrh kotev.

Podívejte se na možné způsoby porušení v tahu, smyku a vzájemné interakci dle normy EN 1992-4.

Projděte si posudek kotvení. Tím získáte informace o posudcích podle normy, které je třeba provést ručně nebo pomocí jiných metod, protože v IDEA StatiCa Connection nejsou zahrnuty. Abyste doplnili chybějící posudky, můžete využít například právě aplikaci IDEA StatiCa Detail.

Příčinou selhání Posudku Kotev je vytržení betonového kužele z prostého betonu. Toto nevyhovující posouzení lze snadno vyřešit v aplikaci IDEA StatiCa Detail, posouzením s uvažováním betonářské výztuže betonového bloku. 

4 Export

Aplikace IDEA StatiCa Connection nyní obsahuje výkonné propojení BIM do Detailu, které umožňuje návrh a posouzení železobetonových bloků v různých tvarů.

Předpoklady pro úspěšný export:

• Model musí být předem spočítán a musí obsahovat výsledky.

Vraťte se na kartu Posudek(1)->Posouzení železobetonu(2)->Uložit(3).

Export je možný pouze pro třídu Kotvení. Export umožňuje přenos:

• Betonového bloku
• Kotev
• Patní desky
• Zatížení

Další informace a parametry, které se nastavují podle odpovídajících nastavení v aplikaci Connection:

• Přenos smyku (prostřednictvím kotev, smykových zarážek nebo třením) 
• Materiály
• Typ kotev: lepené/na místě zabetonované
• Koncová úprava kotev: přímá/hák/podložka
• Koeficient tření

5 Návrh

V této části můžete upravovat prvky, podpory, zatížení a kombinace a sestavy výztuže.

Podpory

Podloží má určitou tuhost, kterou je třeba zohlednit pro přesnost výpočtu. Plošná podpora umožňuje zohlednit tuhost ve všech třech směrech a ve výchozím, importovaném nastavení působí pouze v tlaku.

Při definování okrajových podmínek buďte opatrní. Pokud jsou ohybové momenty tak vysoké, že dochází k překlopení betonového bloku, nelineární podpora nepřenese během analýzy tahové síly v základové spáře. Dojde k velkým posunům (rotaci bloku) a analýza se zastaví z důvodu divergence. Tahy v základové spáře je pak nutné zachytit betonářskou výztuží pokračující do podpory a podporu nastavit jako působící na tah i tlak. V našem případě k překlopení patky od daného zatížení nedochází a není třeba provádět další úpravy modelu.

Zařízení pro přenos

Kotvy jsou převzaty z  IDEA StatiCa Connection se všemi zadanými vlastnostmi. 

V aplikaci Detail lze vybrat dva typy kotev. 

Kotvy na místě zabetonované:

• Předem zabetonované kotvy se stejnými vlastnostmi soudržnosti jako betonářská výztuž stanovené dle EC.

Dodatečně instalované  - chemické kotvy:

• Dodatečně instalované (chemické kotvy) s možností zadání návrhové hodnoty mezní pevnosti v soudržnosti výztuže a betonu (pevnost vazby).

Dbejte na správné nastavení Vzájemného propojení s kotevní deskou. V případě importu kotvení z aplikace Connection bude Přenos osových sil vypnutý. Důvodem je to, že kotvy jsou přímo zatíženy osovými silami stanovenými výpočtem v aplikaci Connection a tím je zachována integrita mezi oběma aplikacemi. Přenos smyku bude po importu zapnutý. V našem případě ale máme přenos smykových sil nastaven u patní desky na tření. Což je nadřazené a smyk kotvami přenesen nebude. Více si o tom můžete přečíst zde.

Pokud byste v aplikaci Detail navrhli kotvení od začátku, obě možnosti by byly ZAPNUTO. V případě přenosu smyku pouze kotvami (ne třením nebo smykovou zarážkou) je potřeba rozhodnout, které kotvy budou smyk přenášet a dle toho nastavit propojení s kotevní deskou. Tato možnost je v souladu s EC, který předepisuje, že smyk by měl být přisouzen pouze kotvám, které jsou účinné pro posouzení porušení okraje betonu.

Vyztužení

Nastavte krytí, které bude použito jako výchozí při zadávání výztuže, na 40 mm.

Zvolte Sestava výztuže(1)-->Skupina vložek 3D(2) a zadajte Průměr, Vlastnosti a Geometrie(3).

Zkopírujte operaci a změňte Povrch. Všechny ostatní možnosti zůstanou zachovány.

Zkopírujte operaci a změňte Povrch a další vlastnosti podle obrázku níže.

Zkopírujte operaci a změňte vlastnosti podle obrázku níže.

Zatížení a kombinace

Zatížení je importováno z aplikace IDEA StatiCa Connection tak, aby byla zachována integrita mezi oběma aplikacemi. Všechny důsledky importu jsou podrobně uvedeny v článku Export kotvení z Connection do Detailu. 

6 Kontrola

Před spuštěním výpočtu doporučujeme změnit násobek výchozí velikosti sítě na 2 nebo 3, aby se urychlil výpočet. Tento krok není povinný, ale může zkrátit výpočetní čas a pomoci odhalit případné problémy s divergencí. Pokud vše funguje hladce a nevyskytnou se žádné problémy, můžete přepnout zpět na součinitel sítě jedna.

Výsledky

Ekvivalentní hlavní napětí

Ekvivalentní hlavní napětí (EPS) v betonu se určuje na základě objemového chování betonového bloku. Jsou identifikovány a zvýrazněny oblasti, které jsou vystaveny největšímu namáhání. Aby bylo možné získat představu o trojosé napjatosti na rozdíl od jednoosého tlaku, vypočítá se ekvivalentní napětí pomocí součinitele kappa. Další informace o ekvivalentním hlavním napětí jsou k nalezení v tomto článku teoretických základů.

Napětí ve výztuži

Při kontrole výztuže je vidět, že kotva v blízkosti rohu je nejvíce využita. 

Při vykreslení Využití výztuže je názorně vidět, která výztuž armokoše se podílí na přenosu zatížení kotvení a brání vytržení betonového kožele.

Kotvení

Zkontrolujte výsledky Kotvení pomoci Celkové síly ve vložkách Ftot. Síly v kotvách se mohou mírně lišit v důsledku rozdílného přístupu k výpočtu betonového bloku. Rozdíly však dosahují zanedbatelných hodnot. 

Deformace

Přesuňte se na Pomocné a zapněte Deformace.

Pro MSÚ není nutné provádět kontrolu deformace, ale doporučuje se zkontrolovat deformaci po analýze, abyste se ujistili, že nedochází k velké deformaci modelu, velké rotaci nebo poškození konečných prvků. Deformace poskytne přehled o výsledcích analýzy a pomůže identifikovat případné problémy, které mohly vzniknout během analýzy.

7 Protokol

Nakonec přejděte k náhledu/tisku protokolu. Aplikace IDEA StatiCa nabízí plně přizpůsobitelný report, který lze vytisknout nebo uložit v editovatelném formátu.

Posoudili jste celý návrh kotvení pomocí norem EN 1993-1-8 a EN 1992-4. Ocelová část byla posouzena v aplikaci IDEA StatiCa Connection a betonový blok byl posouzen v aplikacích IDEA StatiCa Connection a Detail.