Návody

Vícestupňová patka

Beton

Detail 3D

EN (Eurokód)

Tento článek je dostupný také v dalších jazycích:

Cílem tohoto tutoriálu je představit princip modelování a posouzení vícestupňové patky s předem zabetonovanými kotvami.

1 Nový projekt

Začněte spuštěním aplikace IDEA StatiCa. V hlavním okně IDEA StatiCa otevřete aplikaci Detail.

Vyberte Typ modelu - 3D -> Třída - Obecný ->Parametry a počáteční nastavení a Vytvořte model.

2 Geometrie

Pro zahájení modelování vyberte Položka modelu a Betonový blok.

Zobrazí se standardní kvádr s definicí jeho rozměrů Šířka - X, Hloubka - Y a Výška - Z, které se vztahují ke GSC (Globální souřadnicový systém). Systém upozornění ve 3D scéně (levý horní roh) vás upozorní na to, co chybí k zahájení úspěšné analýzy.

Negativní těleso představuje odříznutou část, která odebírá původní objem.

Definujte rozměry Negativní těleso->Povrch- 1 ->Hrana - 3 -> Lokální Z-pozice - 2,5 m. Transparentní režim zobrazuje negativní objem.

Operace - Řez označuje booleovskou operaci známou jako odečítání. Tento proces efektivně odstraní část původního segmentu na základě geometrie negativního tělesa.

Původní prvek SB1 je Řezán pomocí NT1.

Využijte Negativní objem NT1 a Zkopírujte operaci. Jakmile zkopírujete operaci, přepněte Hranu na 4. NT2 bude posunut do symetrické polohy a odpovídajícím způsobem zarovnán.

Zkopírujte operaci OŘEZ1 a nastavte NT2 jako řezací atribut.

Po vytvoření NT3 je nezbytné upravit Tloušťku na 0,75 metru a přerozdělit Povrch na 2.

Řežte původní objem pomocí NT3.

Posledním krokem je duplikovat NT3 a vytvořit NT4. Změňte Povrch a Hranu na číslo 4.

Zkopírujte operaci OŘEZ3 a znovu použijte NT4 jako řezací objem.

Finální geometrie betonové části je hotová.

3 Podpory

Plošná podpora je jedinou možností pro podepření konstrukce.

Systém podpor poskytuje tři stupně volnosti. Plošná podpora poskytuje samostatné vstupy tuhosti ve všech třech směrech. Tyto parametry mají zásadní vliv na celkové chování modelu.

Svislá tuhost 15 MN/m³ pro tento příklad je odvozena z tohoto článku. Předpokládáme "Jemnozrnnou nebo mírně zhutněnou zeminu". Pro přehled použitelného rozsahu hodnot je jako reference uvedena tabulka.

Vodorovná tuhost plošné podpory má význam. Pokud je tuhost dokonale tuhá, ohybová výztuž v první vrstvě prutů poblíž rozhraní zemina-beton vykazuje téměř nulové napětí.

Druhý extrémní scénář nastává, když je vodorovná tuhost nastavena na velmi nízkou úroveň. Toto nastavení vede k výrazným pohybům tělesa vyvolaným smykovými silami.

Optimální vodorovná tuhost pro současný případ byla stanovena na hodnotu 1 MN/m³.

Podpora je automaticky přiřazena jako Neaktivní v tahu (očíslováno 1/zašedlé tlačítko). Pro aktivaci definice tuhosti klikněte na ikonu Pero (očíslováno 2).

4 Návrh

Patní deska je základním prvkem pro desku, kotvy a podlití.

Patní deska musí být bezpečně umístěna na podlití, s maticemi aplikovanými shora i zdola. Tloušťka vrstvy je specifikována jako 50 mm. Smykové síly budou efektivně přenášeny přes kotvy, zatímco sloup, profil IPE 500, je otočen o 90 stupňů kolem své lokální osy.

Průřez sloupu se používá k vhodnému přerozdělení sil do patní desky. Jak jsou síly přenášeny, připojeny a specifikovány, je vysvětleno zde.

Pro připojení patní desky a betonové patky je třeba definovat Jednotlivou kotvu a specifikovat její vlastnosti.

Zvolený způsob instalace je Zabetonovaná na místě, zahrnující Podložky na konci kotev. Ve výchozím nastavení jsou kotvy navrženy pro přenos tahových i tlakových sil, stejně jako smykových sil. Souřadnice X a Y kotvy jsou nastaveny odpovídajícím způsobem.

Od tohoto okamžiku budou X-souřadnice kotev upravovány pouze za účelem vytvoření řady kotev na jedné straně. Použití tlačítka Kopírovat pro duplikaci kotev je důrazně doporučeno pro urychlení procesu.

Pro efektivní replikaci předdefinované řady kotev využijte funkci vícenásobného výběru.

Funkce vícenásobného výběru usnadňuje hromadnou úpravu Y-souřadnice na -0,09 m, čímž výrazně urychluje proces návrhu.

Kotvení s podlitím, patkami a kotvami s kotevními deskami je dokončeno, připraveno pro další fázi.

5 Účinky zatížení

Definujte Zatěžovací stav a vyberte akci pomocí Bodových zatížení.

Soustředěné síly jsou aplikovány v počátku umístění LCS a přenášeny prostřednictvím tuhých prvků na konec prvku. Protože ocelová komponenta není vyhodnocována v 3D Detailu, ověřte prvek a základovou desku pomocí IDEA StatiCa Connection nebo podobných nástrojů, abyste se vyhnuli nadměrnému zatížení ocelové části. Jako sekundární zatížení přiřaďte Vlastní tíhu betonového bloku. Zkopírujte celý zatěžovací stav.

Software primárně pracuje s kombinacemi, nikoli s jednotlivými zatěžovacími stavy. Kombinace musí být explicitně definovány. Tento model používá kombinace MSÚ LC1 a LC2 jako zatěžovací stavy, sečtené v záložce kombinací s dílčím součinitelem jedna.

Kombinace skládají zatížení z existujících zatěžovacích stavů pro zahájení analýzy. Nelineární řešení spolehlivě pracuje se zatíženími a je nezbytné je přesně sečíst.

6 Výztuž

Konfigurace výztuže dodržuje předepsané konstrukční zásady. Dodržení konstrukčních zásad je klíčové, protože analýza nezohledňuje specifické účinky. Například jevy jako smršťování a hydratační teplo vyvolávají dodatečné přetvoření a napětí ve výztužných prutech, což přispívá k tvorbě trhlin.

Následující část popisuje kroky pro rozmístění výztuže vícestupňové patky. Postupujte podle kroků (1). Můžete deaktivovat výztuž na pásu karet (2), abyste viděli pouze vybrané pruty. To vám pomůže se lépe orientovat při tvorbě výztuže.

Finální rozmístění výztužných prutů je připraveno pro Výpočet.

7 Posouzení

V této kapitole vstupujete do postprocessingu, kde jsou výsledky shrnuty a prezentovány. Výsledky jsou snadno srozumitelné a většinou přizpůsobeny pro posouzení podle norem.

Spusťte výpočet a podívejte se na souhrnné posouzení. Tyto výsledky vám poskytnou posudek vyhovuje/nevyhovuje.

První podrobné posouzení je zaměřeno na Pevnost - Beton. Pokud využijete škálovatelnou paletu napětí, kritické místo bude snadno detekovatelné.

Druhé posouzení je věnováno Výztuži, kde je jasně vyznačeno, které pruty jsou namáhány tlakem a tahem.

Kotvy jsou posouzeny podle norem samostatně v poslední záložce. Můžete pozorovat, že kotvy jsou zatíženy tahem i tlakem. Důvodem je zvolený systém - Zabetonovaná na místě/Podlití - matice shora i zdola/kotva s podložkou.

Ověření Deformace bylo přesunuto do záložky Pomocné. Stojí za zmínku, že analýza deformace by měla sloužit jako počáteční kontrola správnosti, aby bylo zajištěno, že chování odpovídá očekávaným výsledkům.