Excentricky zatížené kotvení ve 3D Detailu

Následující tutoriál vysvětluje, jak základovou patku kompletně vymodelovat v IDEA StatiCa 3D Detail. Importu kotvení s patkou z aplikace Connection do 3D Detailu se věnuje tutoriál BIM propojení Connection do 3D Detailu.

1 Nový projekt

Začněte spuštěním aplikace IDEA StatiCa. V hlavním okně IDEA StatiCa otevřete aplikaci Detail a definujte nový projekt. 

Vyberte Typ 3D modelu a prázdnou šablonu. Parametry upravte podle obrázku níže (beton C25/30, krytí betonu 45 mm). Nakonec klikněte na tlačítko Vytvořit.

2 Geometrie

Byl vytvořen zcela prázdný projekt a nyní musíte vše nastavit od nuly. Dále je třeba definovat nový Betonový blok.

Dalším krokem je podpora bloku přidáním nové plošné podpory. Uživatel může nastavit různé tuhosti v každém směru. Ve výchozím nastavení je podpora ve svislém směru nastavena na "pouze tlak", což odráží skutečnost, že zemina nemůže přenášet žádné zatížení v tahu. Hodnota tuhosti pružiny se obvykle stanovuje ve spolupráci s geotechnikem nebo z tabulek. Obecně záleží na podloží, hloubce základu, tvaru základu a aplikovaném zatížení. Vstupní hodnota k_z = 25 MN/m³ odpovídá dobrým základovým podmínkám (suchý písek). Plošnou podporu lze nastavit na celou plochu nebo pouze na část definovanou křivkou. V tomto případě použijte výchozí nastavení Celý povrch.

Vezměte prosím v potaz, že aplikace nenahrazuje geotechnické ověření základů. Nekontroluje hodnotu napětí v základové spáře a nekontroluje stabilitu základů. Pokud je ohybové zatížení od od sloupu příliš vysoké v poměru k vlastní tíze, dojde k překlopení patky (projeví se jako divergující analýza nebo velké deformace/pohyby).

Dalším krokem je definování Zařízení pro přenos zatížení. Jako první bude vytvořena patní deska. Definujete čtvercovou ocelovou patní desku umístěnou poblíž okraje betonového bloku. Smyková síla se přenáší třením mezi ocelovou deskou a betonovým povrchem. Alternativně lze přenos smyku přiřadit smykové zarážce nebo kotvám.

Po úspěšném definování patní desky je nyní čas přejít ke kotvám. Kotvy musí být vyrobeny z oceli třídy 10.9. To znamená, že musíte definovat nový materiál, protože v současné době je ve výchozím nastavení k dispozici pouze ocel pro betonářskou výztuž. Přepněte se na záložku Materiály a zkopírujte existující výztuž B500B.

Nyní upravte nový materiál a uložte jej pod novým názvem Steel 10.9.

Zpět na kartě Návrh přidejte novou prvek modelu Jedna kotva. 

Lze vybrat dva typy kotev:

Na místě zabetonovaná výztuž - kotvy předem instalované kotvy se stejnými parametry soudržnosti jako betonářská výztuž

Lepená kotva - Dodatečně instalované (chemické kotvy) s možností zadat pevnost v soudržnostina základě skutečně použitého materiálo a jeho technockého listu.

Na místě zabetonovaná výztuž je přednasatvena jako výchozí. Místo toho použijte lepené kotvy a nastavte pevnost v soudržnosti na 8,0 MPa. Hodnota pevnosti přípoje musí být stanovena na základě technické dokumentace poskytnuté výrobcem lepicí kotvy.

Je důležité propojit kotvu se základovou deskou, protože na ni bude aplikováno zatížení. Zkopírujte kotvu třikrát a upravte její umístění.

3 Výztuž

Vyberte Sestava výztuže(1)-->Skupina vložek 3D(2) a vyplňte položky Průměr, vlastnosti a geometrie(3). 

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

Zkopírujte operaci znovu a upravte parametry pro definování vodorovné výztuže. 

Posledním krokem bude definování smykové výztuže. Můžete jej modelovat jako svislé tyče s dokonalým kotvením na obou koncích. Zkopírujte operaci a naposledy upravte parametry.

4 Zatížení a kombinace

K dispozici budou tři zatěžovací stavy: ZS1: vlastní tíha, ZS2: stálé zatížení, ZS3: proměnné.

Začněte s vlastní tíhou.

V dalším kroku se definuje stálé zatížení působící na patní desku. Můžete definovat šest složek bodového zatížení a jeho polohu na patní desce.

Zkopírujte zatěžovací stav LC3 a upravte parametry. Jedná se o proměnné zatížení.

Nyní vytvořte návrhovou kombinaci zatížení.

5 Výpočet a kontrola

Před spuštěním první analýzy důrazně doporučujeme změnit násobitel sítě na dvě, 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 nenastanou žádné problémy, můžete přepnout zpět na násobitel jedna a provést finální výpočet a posouzení.

Po dokončení analýzy se v levém horním rohu obrazovky zobrazí stručný přehled výsledků. Můžete přepnout na kartu Posudek. Zobrazí se souhrnné výsledky, které ukazují tok napětí v betonu i ve výztuži.

Efektivní hlavní napětí

Efektivní hlavní napětí (EPS) v betonu se stanovuje z trojosé napjatosti betonu a porovnává se přímo s návrhovou pevností betonu v jednoosem tlaku f_cd. Vztah maximálního vypočteného tlakového napětí v betonu σ_c3 a efektivního hlavního napětí je vyjádřen součinitelem kappa. Více informací o efektivním hlavním napětí je v tomto článku: 3D Detail – železobetonové patky (BETA).

Řezy

Chcete také zkontrolovat, co se děje uvnitř betonového bloku. Za tímto účelem můžete definovat řez. Můžete definovat libovolnou rovinu, která se vám líbí, a nastavit její polohu.

Můžete definovat libovolný počet řezů v libovolném směru. Chcete-li přepnout zpět do výchozího zobrazení, klikněte na ikonu řezů.

Napětí ve výztuži

V posudku výztuže můžete zobrazit napětí v přetvoření všech výztuží a kotev. Můžete si všimnout, že kotva v blízkosti rohu má maximální využití. 

Kotvení

Karta Kotvení umožňuje uživateli zobrazit napětí v soudržnosti a celkovou sílu v každé výztužné vložce a kotvě.

Kotvy by měly být vždy posouzeny podle návrhové normy. Více o tom, jak fungují posudky v aplikacích Connection a Detail, si můžete přečíst v tomto článku: Kompletní posouzení kotev a betonových bloků pomocí IDEA StatiCa

Existují některé posudky, které aplikace Connection nemůže provádět. Chybějící posudky v IDEA StatiCa Connection jsou provedeny pomocí 3D detailu:

Aplikace Detail navíc automaticky zohledňuje výztuž v blízkosti kotvy, což může výrazně zvýšit únosnost kotev, kde je rozhodující porušení betonového kužele.

Deformace

Důrazně se doporučuje zkontrolovat deformaci po analýze, abyste se ujistili, že u modelu nedochází k velké deformaci, velké rotaci nebo zkreslení jakéhokoli konečného prvku. Získáte tak přehled o výsledcích analýzy a pomůžete identifikovat případné problémy, které se mohly během analýzy vyskytnout.

Přesuňte se do části Pomocný a zapněte deformaci.

6 Protokol

Nakonec přejděte na Náhled/Tisk posudku. IDEA StatiCa 3D Detail nabízí plně přizpůsobitelný posudek pro tisk nebo uložení v editovatelném formátu.

Naučili jste se, jak zadat betonový blok s výztuží v IDEA StatiCa 3D Detail, nastavit podpěry a používat zařízení pro přenos zatížení. Víte, jak zadávat zatížení a definovat kombinace zatížení, a nakonec jste se naučili, jak provádět analýzu a posudky.