Eén tool voor een complete voetplaat workflow

Huidige praktijk voor anker wapening

Het bezwijken van beton door uitbraak gebeurt om verschillende redenen:

• Klein betonoppervlak onder de voetplaat: Sokkel, strookfundering, pijlers, voetplaat nabij de betonrand
• Beperkte verankeringslengte van het anker 
• Hoge moment-, afschuivings- of opwaartse krachten in de voetplaat door zware constructies
• Belastingcombinaties van de bovengenoemde krachten

In de huidige ingenieurspraktijk worden ankers ontworpen uitgaande van een ongewapende betonnen doorsnede. De standaardvergelijkingen die worden gebruikt in ACI-318 Hoofdstuk 17 zijn ontwikkeld op basis van het beton capaciteitsontwerp (CCD). ACI 318 staat echter het gebruik van anker wapening toe om uitbraaккrachten te weerstaan wanneer geometrische beperkingen verhoging van de betonuitbraaksterkte verhinderen. 

In ACI 318 kunnen drie verschillende categorieën betonwapening aanwezig zijn in een fundering: 

• Fundering wapening: Wapening ontworpen om buigkrachten in de fundering te weerstaan, d.w.z. pijlers
• Anker wapening: Dient als alternatieve benadering voor het gebruik van de betonuitbraaksterkteformules uit ACI 318. Ontworpen om de vereiste sterkte van de basisverbinding te weerstaan
• Aanvullende wapening: Dit wordt aangebracht om de uitbraaккegels te beheersen en is niet specifiek ontworpen om belastingen te weerstaan.

 Het ontwerp van de anker- en aanvullende wapening wordt uitgelegd in de volgende literatuur:

• ACI-318 Commentaar sectie R17.5.2.1 – Dit gedeelte biedt aanbevolen detailleringspraktijken voor anker wapening
• Anchorage design for petrochemical facilities, ASCE, 2013 – Dit boek biedt mogelijke staafwerk modellen die kunnen worden gebruikt om uitbraak- en zijvlak uitblaas grenstoestanden te ontwerpen
• Design of anchor reinforcement in concrete pedestals, Widianto, Chandu Patel, en Jerry Owen, 2010—Dit artikel presenteert een methode voor het ontwerpen van anker wapening met behulp van het staafwerk model en legt een voorgestelde ontwerpprocedure uit.

Jarenlang is dit een veelvoorkomend probleem geweest voor EoR's en constructieve ontwerpers. Het ontwerpen van de wapening in het beton onder de voetplaat is vaak tijdrovend, vooral wanneer ankerkrachten de uitbraaksterkte overschrijden. IDEA StatiCa heeft zojuist een nieuwe complete workflow ontgrendeld waarmee ingenieurs snel en nauwkeurig anker wapening kunnen modelleren, analyseren en verifiëren.

Uitleg van de complete workflow

IDEA StatiCa is een staalverbinding software die zeer bekend is om zijn mogelijkheden op het gebied van voetplaat ontwerp. Met de Connection applicatie kunt u elke voetplaat modelleren en de ankers ontwerpen. Als u echter een van de hierboven genoemde omstandigheden tegenkomt, zullen de ankers bezwijken door betonuitbraakweerstand. 

De nieuwe workflow stelt u in staat om de anker wapening te ontwerpen die nodig is om de krachten over te brengen naar de betonnen fundering. 

Laten we de voorgestelde workflow bekijken:

1. Modelleer en ontwerp de voetplaat in de Connection applicatie

Begin het voetplaat ontwerp in IDEA StatiCa Connection. Gebruik de voetplaat bewerking om stalen platen, betonblokken, ankers en lassen te modelleren. De gebruiker kan ook andere bewerkingen gebruiken om verstijvers of schetsplaten toe te voegen als de voetplaat een schoorstaaf heeft. Er zijn geen geometrische beperkingen. 

Een andere optie voor gebruikers is het importeren van belastingen uit andere applicaties. Veel van onze integraties maken automatische import van kritieke informatie mogelijk, zoals belastingen en geometrie, wat de duplicatie van modellering vermindert.

Zodra de import is uitgevoerd, wordt de analyse uitgevoerd voor meerdere belastingcombinaties in plaats van gebruik te maken van envelop reacties. 

2.Ontwerp van stalen componenten 

IDEA StatiCa Connection voert normtoetsing uit op alle modelcomponenten: Stalen staven, voetplaat, bouten en lassen. 

Klik op de onderstaande link om het volledige gedetailleerde rapport te bekijken:

Volledig verbinding rapport PDF

3. Ontwerp van ankerbouten 

IDEA StatiCa Connection gebruikt ACI-318 (2014 of 2019) formules uit Hoofdstuk 17 om de ankerbouten te ontwerpen. De normresultaten worden gepresenteerd in een tabel en u kunt de status van de controles van elk anker bekijken. De verificatie houdt ook rekening met de betonuitbraaksterkte. 

De controle houdt echter alleen rekening met ongewapend beton.

U kunt nu de betonuitbraakcontroles uit de resultaten verwijderen en in plaats daarvan de ankerkrachten ontvangen die nodig zijn om de aanvullende wapening te ontwerpen.

 Zie de volgende stappen voor het ontwerpen van de betonwapening in IDEA StatiCa. 

4. Exporteer het voetplaat model naar de IDEA StatiCa Detail applicatie

Met IDEA StatiCa versie 25 kunt u het voetplaat model exporteren naar de Detail applicatie, en het model wordt geïmporteerd, inclusief de voetplaat, ankers, betonblok, krachten op de ankers en voetplaat, en belastinggevallen.

5. Modelleer de wapening op het betonblok met behulp van bewerkingen

Voordat de analyse wordt uitgevoerd, modelleert de gebruiker de stalen wapening in het geïmporteerde model. Gebruik het nieuwe wapeningicoon om de wapening toe te voegen. Selecteer uit verschillende opties om de stalen wapeningsstaven in te voeren, zoals het aantal lagen en staven in elke laag. Visualiseer het met behulp van de 3D transparante weergave. 

6. Voer de analyse uit en bekijk de resultaten

Zodra de analyse is voltooid, gaat u naar het tabblad Controle en bekijkt u de materiaal benuttingsgraad en spanningen. De spanningsstroom in de Samenvatting resultaten toont de vectoren van druk hoofdspanningen in beton en de benuttingsgraad van de wapening om u een basisoverzicht te geven. De gebruiker kan de beton- en staalsterkte, staal aanhechting spanningen en vervormingen voor de verschillende belastingcombinaties bekijken. 

Conclusie

IDEA StatiCa helpt duizenden ingenieurs door software te ontwikkelen voor constructieve engineering details. 

De complete voetplaat ontwerp workflow vereenvoudigt complexe taken en vermindert de tijd die wordt besteed aan berekeningen van beide onderdelen, de stalen voetplaat en de gewapend betonnen fundering. Met duidelijke 3D-visualisatie kunnen gebruikers belastingpaden beter begrijpen en het betonwapening ontwerp optimaliseren.