Einzelnes Werkzeug für den vollständigen Grundplatten-Workflow

Aktuelle Praxis für Ankerbewehrung

Das Betonausbruchversagen tritt aus mehreren Gründen auf:

• Kleine Betonfläche unterhalb der Grundplatte: Sockel, Streifenfundament, Pfeiler, Grundplatte nahe der Betonkante
• Begrenzte Ankereinbetttiefe 
• Hohe Moment-, Quer- oder Zugkräfte in der Grundplatte aufgrund schwerer Strukturen
• Lastkombinationen der oben genannten Kräfte

In der aktuellen Ingenieurpraxis werden Anker unter der Annahme eines unbewehrten Betonquerschnitts bemessen. Die in ACI-318 Kapitel 17 verwendeten Standardgleichungen wurden auf Basis des Betonkapazitätsentwurfs (CCD) entwickelt. ACI 318 erlaubt jedoch die Verwendung von Ankerbewehrung, um Ausbruchkräfte zu widerstehen, wenn geometrische Einschränkungen eine Erhöhung der Betonausbruchkapazität verhindern. 

In ACI 318 können drei verschiedene Kategorien von Betonbewehrung in einem Fundament vorhanden sein: 

• Fundamentbewehrung: Bewehrung, die zur Aufnahme von Biegekräften im Fundament, d.h. in Pfeilern, bemessen wird
• Ankerbewehrung: Dient als alternativer Ansatz zur Verwendung der in ACI 318 angegebenen Betonausbruchfestigkeitsgleichungen. Bemessen, um die erforderliche Festigkeit der Basisverbindung aufzunehmen
• Ergänzende Bewehrung: Diese wird bereitgestellt, um die Ausbruchkegel zu begrenzen, und ist nicht speziell zur Aufnahme von Lasten bemessen.

 Die Bemessung der Anker- und Ergänzungsbewehrung wird in der folgenden Literatur erläutert:

• ACI-318 Kommentar Abschnitt R17.5.2.1 – Dieser Abschnitt enthält empfohlene Detaillierungspraktiken für Ankerbewehrung
• Anchorage design for petrochemical facilities, ASCE, 2013 – Dieses Buch enthält potenzielle Streben-und-Zugband-Modelle, die zur Bemessung von Ausbruch- und Seitenflächenausblasgrenzständen verwendet werden können
• Design of anchor reinforcement in concrete pedestals, Widianto, Chandu Patel, und Jerry Owen, 2010 – Dieses Papier stellt eine Methode zur Bemessung von Ankerbewehrung unter Verwendung des Streben-und-Zugband-Modells vor und erläutert ein vorgeschlagenes Bemessungsverfahren.

Seit Jahren ist dies ein häufiges Problem für EoRs und Tragwerksplaner. Die Bemessung der Bewehrung im Beton unterhalb der Grundplatte ist oft zeitaufwändig,insbesondere wenn Ankerkräfte die Ausbruchkapazität überschreiten. IDEA StatiCa hat soeben einen neuen vollständigen Workflow freigeschaltet, der es Ingenieuren ermöglicht, Ankerbewehrung schnell und präzise zu modellieren, zu analysieren und zu überprüfen.

Erklärung des vollständigen Workflows

IDEA StatiCa ist eine Stahlverbindungssoftware, die für ihre Fähigkeiten bei der Grundplattenbemessung sehr bekannt ist. Mit der Connection-Anwendung können Sie jede Grundplatte modellieren und deren Anker bemessen. Wenn Sie jedoch einige der oben genannten Bedingungen vorfinden, werden die Anker durch Betonausbruchwiderstände versagen. 

Der neue Workflow ermöglicht es Ihnen, die Ankerbewehrung zu bemessen, die erforderlich ist, um die Kräfte in das Betonfundament zu übertragen. 

Lassen Sie uns den vorgeschlagenen Workflow überprüfen:

1. Modellieren und bemessen Sie die Grundplatte in der Connection-Anwendung

Beginnen Sie die Grundplattenbemessung in IDEA StatiCa Connection. Verwenden Sie die Grundplattenoperation, um Stahlplatten, Betonblöcke, Anker und Schweißnähte zu modellieren. Der Benutzer kann auch andere Operationen verwenden, um Versteifungen oder Knotenbleche hinzuzufügen, wenn die Grundplatte ein Aussteifungsbauteil hat. Es gibt keine geometrischen Einschränkungen. 

Eine weitere Option für Benutzer ist der Import von Lasten aus anderen Anwendungen. Viele unserer Integrationen ermöglichen den automatischen Import kritischer Informationen, wie Lasten und Geometrie, was die Duplizierung der Modellierung reduziert.

Sobald der Import durchgeführt wurde, wird die Analyse für mehrere Lastkombinationen durchgeführt, anstatt auf Hüllkurvenreaktionen zurückzugreifen. 

2.Bemessung von Stahlkomponenten 

IDEA StatiCa Connection führt den Normnachweis für alle Modellkomponenten durch: Stahlbauteile, Grundplatte, Schrauben und Schweißnähte. 

Klicken Sie auf den Link unten, um den vollständigen detaillierten Bericht zu sehen:

Vollständiger Verbindungsbericht PDF

3. Bemessung von Ankerschrauben 

IDEA StatiCa Connection verwendet ACI-318 (2014 oder 2019) Formeln aus Kapitel 17 zur Bemessung der Ankerschrauben. Die Normergebnisse werden in einer Tabelle dargestellt, und Sie können den Status der Nachweise jedes Ankers einsehen. Die Überprüfung berücksichtigt auch die Betonausbruchfestigkeit. 

Der Nachweis berücksichtigt jedoch nur unbewehrten Beton.

Sie können nun die Betonausbruchnachweise aus den Ergebnissen entfernen und stattdessen die Ankerkräfte erhalten, die zur Bemessung der ergänzenden Bewehrung benötigt werden.

 Sehen Sie die nächsten Schritte zur Bemessung der Betonbewehrung in IDEA StatiCa. 

4. Exportieren Sie das Grundplattenmodell in die IDEA StatiCa Detail-Anwendung

Mit IDEA StatiCa Version 25 können Sie das Grundplattenmodell in die Detail-Anwendung exportieren, und das Modell wird importiert, einschließlich der Grundplatte, Anker, Betonblock, Kräfte auf die Anker und Grundplatte sowie Lastfälle.

5. Modellieren Siedie Bewehrung am Betonblock mithilfe von Operationen

Vor der Durchführung der Analyse modelliert der Benutzer die Stahlbewehrung im importierten Modell. Verwenden Sie das neue Bewehrungssymbol, um die Bewehrung hinzuzufügen. Wählen Sie aus verschiedenen Optionen zur Eingabe der Stahlstäbe, wie z.B. die Anzahl der Lagen und Stäbe in jeder Lage. Visualisieren Sie es mit der transparenten 3D-Ansicht. 

6. Führen Sie die Analyse durch und überprüfen Sie die Ergebnisse

Sobald die Analyse abgeschlossen ist, gehen Sie zur Registerkarte Nachweis und überprüfen Sie das Materialausnutzungsverhältnis und die Spannungen. Der Spannungsfluss in den Zusammenfassungsergebnissen zeigt die Vektoren der Druckhauptspannungen im Beton und die Ausnutzung der Bewehrung, um Ihnen einen grundlegenden Überblick zu geben. Der Benutzer kann die Beton- und Stahlfestigkeit, Stahlverbundspannungen und Verformungen für die verschiedenen Lastkombinationen überprüfen. 

Fazit

IDEA StatiCa unterstützt tausende von Ingenieuren durch die Entwicklung von Software für konstruktive Details im Ingenieurbau. 

Der vollständige Grundplatten-Bemessungsworkflow vereinfacht komplexe Aufgaben und reduziert den Zeitaufwand für Berechnungen beider Teile, der Stahlgrundplatte und des Stahlbetonfundaments. Mit einer klaren 3D-Visualisierung können Benutzer Lastpfade besser verstehen und die Betonbewehrungsbemessung optimieren.