Projektuj szczegóły konstrukcji żelbetowych z pewnością

Strefy B, strefy D i ograniczenia metody Strut&T

Projektowanie i ocena elementów betonowych są zazwyczaj przeprowadzane na poziomie przekroju (element 1D) lub punktu (element 2D). Procedura ta jest opisana we wszystkich normach dotyczących projektowania konstrukcji, np. w (EN 1992-1-1), i jest stosowana w codziennej praktyce inżynierskiej. 

Jednak nie zawsze jest wiadome lub respektowane, że procedura ta jest dopuszczalna jedynie w obszarach, gdzie obowiązuje hipoteza Bernoulliego-Naviera o płaskim rozkładzie odkształceń (tzw. strefy B). Miejsca, w których hipoteza ta nie ma zastosowania, nazywane są strefami nieciągłości lub zaburzonymi (strefy D). Są to np. strefy podporowe, miejsca przyłożenia sił skupionych, lokalizacje nagłych zmian przekroju, otwory itp. Przy projektowaniu konstrukcji betonowych napotykamy wiele innych stref D, takich jak ściany, tarcze mostowe, wsporniki itp. 

Pomimo rozwoju narzędzi obliczeniowych w ostatnich dziesięcioleciach, metoda Strut-and-Tie jest nadal dość często stosowana w obliczeniach ręcznych. Jej zastosowanie do rzeczywistych konstrukcji jest czasochłonne, ponieważ wymaga kilku iteracji i uwzględnienia wielu przypadków obciążeń. Ponadto metoda ta nie nadaje się do weryfikacji kryteriów użytkowalności (ugięcia, szerokości rys itp.).

Zainteresowanie inżynierów konstruktorów niezawodnym i szybkim narzędziem do projektowania stref D doprowadziło do decyzji o opracowaniu zupełnie nowej metody, umożliwiającej automatyczne projektowanie i ocenę elementów konstrukcji żelbetowych poddanych obciążeniom w płaszczyźnie. Wszystko to zostało zebrane w przyjaznej dla użytkownika aplikacji. 

Ściśle współpracując z uczelnią ETH Zurich, opracowaliśmy i dokładnie przetestowaliśmy metodę o nazwie Compatible Stress Field Method (CSFM) do projektowania stref nieciągłości i wdrożyliśmy ją w aplikacji IDEA StatiCa Concrete. Metoda opiera się na analizie metodą elementów skończonych i wykorzystuje wyłącznie podstawowe parametry materiałowe stosowane w standardowym projektowaniu konstrukcji żelbetowych. CSFM przezwycięża ograniczenia klasycznych narzędzi projektowych, zachowując jednocześnie zalety pól naprężeń i modeli Strut-and-Tie. 

Przeczytaj więcej o porównaniu metody Strut-and-Tie i CSFM.

Obejrzyj profesora Kaufmanna z ETH Zurich wyjaśniającego CSFM 

CSFM była testowana przez lata

Aby ułatwić przyjęcie CSFM w konserwatywnym środowisku inżynierów konstruktorów, metoda była dokładnie testowana przez kilka lat. Kluczową rolę odegrała tu współpraca z ETH Zurich. Przeprowadzono setki testów analitycznych w celu weryfikacji dokładności wszystkich sprawdzeń SGN i SGU wymaganych przez liczne normy. 

Wyniki tych testów zostały porównane z szerokim zakresem rozwiązań analitycznych, norm projektowych i wyników eksperymentalnych, wykazując dobrą zgodność ze wszystkimi z nich. Wyniki dla obciążenia granicznego (nośności) są bardzo dobre i nieznacznie po stronie bezpiecznej. Wyniki dla odkształceń są również dobre, a błąd jest głównie po stronie bezpiecznej.

Wszystkie główne testy i przykłady weryfikacyjne zostały opublikowane w nowej księdze weryfikacyjnej CSFM. Możesz kupić ją online na Payhip.com.

Oprócz współpracy z ETH Zurich, wiele testów weryfikacyjnych i walidacyjnych jest przeprowadzanych z Politechniką w Brnie. 

Podstawy teoretyczne wyjaśniające założenia

Aby lepiej zrozumieć zasady i założenia CSFM, a także jej ograniczenia, zdecydowanie warto poświęcić czas na zapoznanie się z Podstawami Teoretycznymi dla aplikacji betonowych.  Przedstawiają one główne idee księgi weryfikacyjnej w bardziej skondensowanej formie.  

Dowiesz się, jak metoda podchodzi do projektowania zbrojenia lub jak implementuje podejście oparte na metodzie elementów skończonych. W Podstawach Teoretycznych można znaleźć wszystkie ważne weryfikacje elementu konstrukcyjnego dla analizy stanu granicznego nośności i stanu granicznego użytkowalności. Jeśli chcesz zrozumieć, jak CSFM traktuje szerokość rys, sprawdzenia ugięć lub format współczynnika bezpieczeństwa, Podstawy Teoretyczne są właściwym miejscem do rozpoczęcia. 

Artykuły weryfikacyjne wykazujące doskonałą zgodność

Oba zespoły uczelniane, we współpracy z ekspertami IDEA StatiCa, opracowały i opublikowały liczne artykuły i prace naukowe z wynikami swoich eksperymentów i testów. Ich wyniki były prezentowane na różnych międzynarodowych wydarzeniach. 

Możesz zapoznać się z przykładami weryfikacyjnymi i artykułami naukowymi w naszym centrum wsparcia, aby przekonać się na własne oczy. 

IDEA StatiCa dla wszystkich inżynierów zajmujących się betonem

Wyniki dokładnej walidacji CSFM potwierdzają, że metoda jest bezpieczna, dokładna i niezawodna. Wyniki testów były w doskonałej zgodności z modelami teoretycznymi. CSFM umożliwia inżynierom konstruktorom projektowanie i ocenę dowolnej konstrukcji betonowej, którą można modelować jako element dwuwymiarowy, w sposób bardziej niezawodny i efektywny niż przy użyciu innych metod projektowania.  

Weryfikacje, założenia projektowe i artykuły są publikowane i dostępne dla społeczności inżynierskiej. Zachęcamy do zapoznania się z całą naszą dokumentacją walidacyjną i weryfikacyjną, pytania naszych klientów, a przede wszystkim wypróbowania oprogramowania samodzielnie. 

Ponadto chcielibyśmy wyzwać wszystkich naszych użytkowników – poddajcie nasze oprogramowanie próbie, porównajcie nasze wyniki z własnymi obliczeniami ręcznymi lub analizami w innych programach i podzielcie się z nami swoimi porównaniami, wynikami i spostrzeżeniami. IDEA StatiCa przyspieszy Twoje procesy projektowania, zwiększy ich dokładność i zapewni bezpieczeństwo na pierwszym miejscu!