Jediný nástroj pro kompletní pracovní postup patní desky
Současná praxe pro kotvení výztuže
K selhání betonu při vytržení dochází z několika důvodů:
- Malá betonová plocha pod patní deskou: Podstavec, pásový základ, pilíře, patní deska blízko hrany betonu
- Omezená hloubka zakotvení
- Vysoké momenty, smykové nebo tahové síly v patní desce způsobené těžkými konstrukcemi
- Kombinace výše uvedených sil
V současné inženýrské praxi jsou kotvy navrhovány za předpokladu nevyztužené betonové části. Standardní rovnice používané v ACI-318 Kapitola 17 byly vyvinuty na základě návrhu betonové únosnosti (CCD). ACI 318 však umožňuje použití kotvení výztuže k odolání silám při vytržení, pokud geometrická omezení brání zvýšení únosnosti betonu při vytržení.
V ACI 318 mohou být v základu přítomny tři různé kategorie betonové výztuže:
- Výztuž základu: Výztuž navržená k odolání ohybovým silám v základu, tj. pilíře
- Kotvení výztuže: Slouží jako alternativní přístup k použití rovnic únosnosti betonu při vytržení uvedených v ACI 318. Navržena k odolání požadované únosnosti základového přípoje
- Doplňková výztuž: Je zajištěna k omezení kuželů vytržení a není specificky navržena k odolání žádným zatížením.
Návrh kotvení a doplňkové výztuže je vysvětlen v následující literatuře:
- ACI-318 Komentář sekce R17.5.2.1 – Tato sekce poskytuje doporučené detailizační postupy pro kotvení výztuže
- Anchorage design for petrochemical facilities, ASCE, 2013 – Tato kniha poskytuje potenciální modely vzpěra-táhlo, které lze použít pro návrh mezních stavů vytržení a výbuchu bočního povrchu
- Design of anchor reinforcement in concrete pedestals, Widianto, Chandu Patel, and Jerry Owen, 2010—Tento článek představuje metodu pro návrh kotvení výztuže pomocí modelu vzpěra-táhlo a vysvětluje navrhovaný postup návrhu.
Po léta to byl běžný problém pro zodpovědné inženýry a konstruktéry. Návrh výztuže v betonu pod patní deskou je často časově náročný, zejména když síly v kotvách překračují únosnost při vytržení. IDEA StatiCa právě odemkla nový kompletní pracovní postup, který umožňuje inženýrům rychle a přesně modelovat, analyzovat a ověřovat kotvení výztuže.
Vysvětlení kompletního pracovního postupu
IDEA StatiCa je software pro ocelové přípoje velmi dobře známý svými schopnostmi při návrhu patní desky. S aplikací Přípoj můžete modelovat jakoukoli patní desku a navrhovat její kotvy. Pokud však narazíte na některé z výše uvedených podmínek, kotvy nevyhoví na únosnost betonu při vytržení.
Nový pracovní postup vám umožňuje navrhnout kotvení výztuže potřebné k přenosu sil do betonového základu.
Pojďme si projít navrhovaný pracovní postup:
1. Modelujte a navrhněte patní desku v aplikaci Přípoj
Začněte návrh patní desky v IDEA StatiCa Connection. Použijte operaci patní desky k modelování ocelových plechů, betonových bloků, kotev a svarů. Uživatel může také použít další operace k přidání výztuh nebo styčníkových plechů, pokud má patní deska ztužující prvek. Neexistují žádná geometrická omezení.
Další možností pro uživatele je import zatížení z jiných aplikací. Mnoho našich integrací umožňuje automatický import kritických informací, jako jsou zatížení a geometrie, což snižuje duplicitu modelování.
Po provedení importu je analýza provedena pro více kombinací zatížení namísto použití obálkových reakcí.
2.Návrh ocelových komponent
IDEA StatiCa Connection posuzuje podle normy všechny komponenty modelu: Ocelové prvky, patní desku, šrouby a svary.
Klikněte na odkaz níže pro zobrazení úplné podrobné zprávy:
3. Návrh kotevních šroubů
IDEA StatiCa Connection používá vzorce ACI-318 (2014 nebo 2019) z Kapitoly 17 pro návrh kotevních šroubů. Výsledky normy jsou prezentovány v tabulce a můžete se podívat na stav posouzení každé kotvy. Ověření také zohledňuje únosnost betonu při vytržení.
Posouzení však uvažuje pouze nevyztuženou betonovou část.
Nyní můžete odstranit posouzení vytržení betonu z výsledků a místo toho získat síly v kotvách potřebné pro návrh doplňkové výztuže.
Viz další kroky pro návrh betonové výztuže v IDEA StatiCa.
4. Exportujte model patní desky do aplikace IDEA StatiCa Detail
S IDEA StatiCa verze 25 můžete exportovat model patní desky do aplikace Detail a model bude importován včetně patní desky, kotev, betonového bloku, sil na kotvách a patní desce a zatěžovacích stavů.
5. Modelujte výztuž na betonovém bloku pomocí operací
Před spuštěním analýzy uživatel modeluje ocelovou výztuž v importovaném modelu.Použijte novou ikonu prutu pro přidání výztuže. Vyberte z různých možností pro zadání ocelových prutů, jako je počet vrstev a prutů v každé vrstvě. Vizualizujte ji pomocí 3D průhledného zobrazení.
6. Spusťte analýzu a zkontrolujte výsledky
Po dokončení analýzy přejděte na záložku Posouzení a zkontrolujte míru využití materiálu a napětí. Tok napětí v souhrnných výsledcích zobrazuje vektory hlavních tlakových napětí v betonu a využití výztuže pro základní přehled. Uživatel může zkontrolovat únosnost betonu a oceli, napětí v soudržnosti oceli a deformace pro různé kombinace zatížení.
Závěr
IDEA StatiCa pomáhá tisícům inženýrů vývojem softwaru pro detaily stavebních konstrukcí.
Kompletní pracovní postup návrhu patní desky zjednodušuje složité úkoly a snižuje čas strávený výpočty obou částí, ocelové patní desky a železobetonového základu. Díky přehledné 3D vizualizaci mohou uživatelé lépe pochopit cesty přenosu sil a optimalizovat návrh betonové výztuže.