Projekt połączenia płyty podstawy

Nawiązując do mojego pierwszego wpisu na temat prostego połączenia zakładkowego, w tym wpisie omówię skromną płytę podstawy. Ten typ połączenia był pierwszym, który kiedykolwiek projektowałem i w tamtych czasach był naprawdę bardzo prosty. Na wypadek gdybyś się zastanawiał – połączenie zakładkowe zajęło bliskie drugie miejsce!

Podobnie jak poprzednio, wiele zmieniło się przez lata – nie tylko normy. Budynki stały się bardziej złożone – zarówno pod względem wyglądu, jak i liczby branż potrzebnych do ich skutecznego zaprojektowania. W miarę jak budynki i ich układ konstrukcyjny stają się coraz bardziej złożone, inżynierowie konstruktorzy poświęcają więcej czasu na złożone połączenia, które generują. IDEA StatiCa pomaga łagodzić te złożoności dzięki łatwemu w obsłudze interfejsowi, który tworzy wydajne, dokładne połączenia ze sprawdzeniem normowym.

Skromna płyta podstawy jest całkiem możliwe jednym z ostatnich projektowanych połączeń, ale jest dosłownie pierwszym elementem stalowym potrzebnym w projekcie. Niektóre projekty będą uwzględniać wymagania architektoniczne, większość będzie oparta wyłącznie na funkcji, z formą na drugim miejscu. IDEA StatiCa posiada zestaw narzędzi do modelowania, analizy i sprawdzania praktycznie każdej wyobrażalnej konfiguracji.

Szybkie wyszukiwanie w naszym Centrum Wsparcia pokazuje kilka projektów, które nasi klienci mogą wykorzystać, aby lepiej zapoznać się z IDEA StatiCa:

Wszystkie te przykłady są dostarczane z plikiem projektu i można je również przeglądać w Viewer online – więc na co czekasz? Możesz znaleźć te projekty w naszym Centrum Wsparcia.

Nie tylko jesteśmy w stanie projektować te stosunkowo proste płyty podstawy, ale IDEA StatiCa była również używana przez niektórych z czołowych inżynierów konstruktorów i wytwórców konstrukcji stalowych na świecie do projektowania bardzo złożonych połączeń:

W obu przypadkach IDEA StatiCa pozwoliła inżynierom konstruktorom zaprojektować złożone połączenie płyty podstawy w elegancki sposób i z pełnym przekonaniem.

Co składa się na połączenie płyty podstawy?

Oczywiście jest sama płyta podstawy. Ale jak gruba? Z jakiego materiału?

Następnie jest jeden lub więcej elementów do podparcia.

Jakie siły są zaangażowane i gdzie działają?

Na koniec należy rozważyć fundament i system kotwienia. Jak gruby? Jakiej klasy? Jaki typ kotwy i średnica?

IDEA StatiCa może podejść do tego na kilka sposobów:

• Budowanie połączenia krok po kroku w aplikacji IDEA StatiCa
• Użycie łącza BIM z aplikacji obliczeniowej
• Użycie łącza BIM z aplikacji modelowania (z wynikami lub bez)
• Użycie nowej funkcjonalności Checkbot do połączenia modelu geometrycznego i wyników analizy

Nie ma wątpliwości, że mamy podejście odpowiednie dla każdego, w zależności od tego, jak daleko chce posunąć integrację całego procesu projektowania.

Projektowanie połączenia krok po kroku

Podejście krok po kroku buduje połączenie od płyty podstawy w dół i w górę. Użytkownik dodaje elementy, pozycjonuje je i tworzy efekty obciążeń działające na te elementy.  Kolejne operacje definiują płytę podstawy (i fundament betonowy) oraz wiele innych specjalnych operacji, takich jak blachy węzłowe itp. Jest to najbardziej czasochłonne (ale często satysfakcjonujące) podejście. Podejście to niesie również większe ryzyko przy przenoszeniu danych wejściowych z jednego (lub więcej) źródła do IDEA StatiCa.

Łącze BIM z oprogramowania obliczeniowego

Użycie łącza BIM z aplikacji obliczeniowej pozwala na przeniesienie elementów i efektów obciążeń do IDEA StatiCa za pośrednictwem nowej aplikacji Checkbot (lub starego menedżera sprawdzenia normowego). Podejście to nadal wymaga ręcznego modelowania dodatkowych komponentów w IDEA StatiCa, ale niesie mniejsze ryzyko.

Łącze BIM z oprogramowania do modelowania

Jeśli preferowaną ścieżką jest ta z aplikacji do modelowania, takiej jak Revit, Advance Steel lub Tekla Structures, to komponenty połączenia są replikowane w IDEA StatiCa za pośrednictwem nowej aplikacji Checkbot (lub starego menedżera sprawdzenia normowego). Podejście to zakłada, że efekty obciążeń będą wymagane albo przez ich ręczne wprowadzenie, albo automatycznie, jeśli oprogramowanie do modelowania na to pozwala i ma dostęp do osadzonych lub powiązanych wyników.

Co się dzieje, jeśli chcesz wykorzystać koncepcje opisane powyżej, ale nie masz aplikacji, które komunikują się ze sobą, ale komunikują się z IDEA StatiCa? Tutaj właśnie wchodzi w grę nowa funkcjonalność w naszej aplikacji Checkbot, pozwalając na połączenie modelu geometrycznego i modelu obliczeniowego poprzez import efektów obciążeń z dwóch projektów Checkbot.

Jakie są rzeczywiste aspekty projektowe?

Płyta podstawy powinna mieć wystarczający rozmiar, sztywność i nośność, aby przenosić osiową siłę ściskającą ze słupa na fundament przez materiał podlewki, bez przekraczania lokalnej nośności na docisk fundamentu.

Najpowszechniejsza jest prosta kwadratowa lub prostokątna płyta podstawy. Jest ona zarówno łatwa do uzyskania, jak i wykonana z niewielką ilością odpadów. W porównaniu z okrągłą płytą podstawy wycinaną z kwadratu jest to z pewnością prawda. Ale która byłaby bardziej atrakcyjna wizualnie jako podparcie słupa z rury okrągłej?

System kotwienia musi bezpiecznie przenosić siły na fundament. Jeśli zwykłe połączenie śrubowe nie jest wystarczające, można rozważyć ostrogę. Jak te elementy współdziałają ze śrubami kotwiącymi i ewentualnym zbrojeniem w fundamencie? Tutaj BIM wyróżnia się – będąc w stanie integrować i koordynować kilka branż razem.

Jeśli przeczytasz praktyczne wytyczne, mówią one o dodaniu dodatkowych 100 mm (4") ponad obrys słupa. Proponują również zaokrąglanie wymiarów do najbliższych 50 mm (2"). Nie brzmi to zbyt efektywnie – musi istnieć lepszy sposób! Cóż, istnieje: IDEA StatiCa Connection.

Proste podejście projektowe składa się z:

• Sprawdzenia wymaganej powierzchni
• Sprawdzenia efektywnej powierzchni
• Sprawdzenia grubości płyty
• Sprawdzenia spoiny

Dotyczy to słupów w prostej budowie, które przenoszą osiowe ściskanie i ścinanie. Jeśli słup ma element stężający wchodzący w jego węzeł lub przenosi moment, sprawdzenia te stają się bardziej złożone i zajmują więcej czasu. Jest to klasyczny przykład reguły 80/20, gdzie 80% połączeń zajmuje 20% czasu, a 20% połączeń zajmuje 80% czasu.

Jeśli do projektu dodasz elegancję i efektywność, skromna płyta podstawy nie jest już taka skromna. Doskonałym przykładem tego było to, jak Wade Design Engineers użyli IDEA StatiCa do sprawdzenia skomplikowanej, architektonicznie uwarunkowanej płyty podstawy dla tensegritycznej konstrukcji membranowej w Dubaju.

Od szkiców do modelowania, analizy i sprawdzenia normowego:

Przy użyciu usprawnionego przepływu pracy, który wykorzystał łącze BIM z Tekla Structures. To właśnie takie przepływy pracy wspierają inżyniera konstruktora w jego codziennych obowiązkach. Możliwość pobierania modeli w kilku formatach i łączenia ich w IDEA StatiCa skraca czas i zmniejsza ryzyko. Pozwala to inżynierom konstruktorom skoncentrować się na tym, co muszą zrobić, a także daje więcej czasu na rozwijanie połączenia poprzez eksplorację wariantów i związanych z nimi kosztów. W obecnym klimacie wszyscy musimy sprostać wyzwaniu!

Możesz przeczytać więcej o projekcie Marshall Building tutaj oraz studium przypadku dla projektu w Dubaju można znaleźć tutaj.

Możesz pobrać wersję próbną IDEA StatiCa tutaj i skorzystać z tych samouczków, aby rozpocząć. Jeśli Twoja potrzeba wiedzy jest głębsza, oto link do teoretycznych podstaw CBFEM i IDEA StatiCa. 

Bon voyage!