Samouczki

Zintegrowany projekt płyty podstawy na cokole betonowym (ACI)

Concrete

Steel

Connection

CBFEM

CSFM

Detail 3D

ACI (USA)

Anchoring

Ten artykuł jest również dostępny w:

Przetłumaczone przez AI z języka angielskiego

Odkryj możliwości łącza BIM łączącego IDEA StatiCa Connection i Detail, umożliwiającego sprawne projektowanie i sprawdzenie normowe żelbetowych bloków zgodnie z ACI 318. Samouczek zawiera różnorodne wskazówki i porady dotyczące modelowania.

1 Nowy projekt

Uruchom IDEA StatiCa Connection. Wszystko zaczyna się na karcie Steel.

Zachowaj domyślne ustawienia topologii zakotwienia i przejdź do aplikacji.

2 Projektowanie

Przed wprowadzeniem jakichkolwiek zmian należy „rozłożyć" szablon parametryczny. Nowe szablony parametryczne umożliwiają szybką edycję prostych połączeń poprzez zmianę kilku parametrów. Aby jednak uzyskać dostęp do pełnych opcji dostosowywania, należy rozłożyć szablon parametryczny i uzyskać dostęp do operacji wytwórczych.

Rozpocznij od dostosowania rozmiaru przekroju poprzecznego słupa w otwartym szablonie połączenia. Nowy przekrój to W12x45.

Zmień operację Base Plate, aby uzyskać końcową topologię obciążonego bloku betonowego, jak pokazano poniżej.

Dzięki Detail 3D ścinanie może być teraz przenoszone również przez kotwy, ostrogi i tarcie.

Wprowadź siły wewnętrzne dla dwóch przypadków obciążeń, jak pokazano poniżej. Siły wewnętrzne powodują naprężenia ściskające na styku podłoża z blokiem betonowym. Domyślnie przyjmuje się, że blok betonowy jest zarysowany.

3 Sprawdzenie

Przejdź do karty, sprawdź i oblicz. Sprawdzenie normowe potwierdza tryb zniszczenia kotew. Przeanalizujmy to dokładniej.

Przeanalizujmy potencjalne tryby zniszczenia przy rozciąganiu i ścinaniu zgodnie z ACI 318 Section 17.4.

Zapoznaj się ze szczegółowym sprawdzeniem normowym kotew, ponieważ na pierwszej stronie ujawnia ono niezgodność. Informuje ono o przeprowadzonych sprawdzeniach normowych i o tym, co dokładnie nie spełnia wymagań. Zaleca się podjęcie niezbędnych działań w celu rozwiązania tego problemu.

Analiza niespełniających wymagań sprawdzeń kotew:

Problem jest spowodowany przez nośność betonu na wyrwanie kotew.
Ten problem można łatwo rozwiązać w IDEA StatiCa Detail, opartym na metodzie 3D CSFM. Pozwala to przezwyciężyć ograniczenia modelu zarysowanych bloków z betonu niezbrojnego w IDEA StatiCa Connection.

4 Eksport

Opracowana wewnętrznie aplikacja IDEA StatiCa Connection posiada teraz zaawansowane łącze BIM do Detail, umożliwiające projektowanie i sprawdzenie normowe żelbetowych bloków przy wielu kombinacjach obciążeń.

Wymagania wstępne do eksportu:

Model musi być wstępnie obliczony, a wyniki muszą być uwzględnione

Przejdź do karty Check -> RC check -> Save.

Eksport jest możliwy tylko dla topologii zakotwienia. Eksport umożliwia przeniesienie:

Bloku betonowego
Kotew
Płyty podstawy
Obciążeń

Dodatkowe informacje i parametry ustawiane zgodnie z odpowiednimi ustawieniami w Connection:

Przenoszenie ścinania (przez kotwy, ostrogi i tarcie)
Materiał
Typ zakotwienia: Montowane po betonowaniu (klejowe) / wylewany na miejscu budowy
Typ zakotwienia na końcu: Podkładka/Prosty/Zagięcie/Hak/Pętla
Współczynnik tarcia

5 Projektowanie

Ta sekcja umożliwia modyfikację elementów, podpór, obciążeń i kombinacji oraz układu zbrojenia.

Podpora

Podłoże ma pewną sztywność, którą należy uwzględnić przy dokładnym projektowaniu. Podpora powierzchniowa zapewnia sztywność we wszystkich trzech kierunkach i jest domyślnie ustawiona jako nieaktywna przy rozciąganiu (nieliniowość brzegowa).

Należy zachować ostrożność przy przyjmowaniu założeń dotyczących warunków brzegowych. W przypadku nieliniowości, gdy momenty są znaczne, podpora bloku betonowego przy rozciąganiu może ulec obróceniu podczas analizy, powodując duże obroty. Może to prowadzić do rozbieżności modelu z powodu swobodnego ruchu ciała.

Ponieważ nasz model to cokół, na którym pręty są przedłużone na fundament płytowy, należy odznaczyć opcję podpory tylko na ściskanie dla kierunku Z. Umożliwi to ciągłemu zbrojeniu połączenie z fundamentem.

Urządzenia przenoszące siły

Kotwy są przejmowane z IDEA StatiCa Connection. Można wybrać dwa typy kotew.

Kotwy wylewane na miejscu budowy:

Kotwy montowane przed betonowaniem o tych samych właściwościach przyczepności co pręty zbrojeniowe

Kotwy montowane po betonowaniu (klejowe):

Kotwy montowane po betonowaniu (klejowe/chemiczne) z możliwością dostosowania nośności na przyczepność na podstawie rzeczywistej wytrzymałości na przyczepność.

Modelowanie zbrojenia stalowego

Ustaw otulinę betonu na 2 in, która będzie używana jako wartość domyślna dla zbrojenia.

Rozpocznij zbrojenie cokołu przez dodanie prętów. Wybierz Rebar-Assembly(1)-->Group of the bars 3D(2) i wypełnij parametry.

Teraz należy dodać pozostałe pręty. Skopiuj operację i zmień parametry zaznaczone na czerwono, jak pokazano poniżej.

Aby dodać początkowe strzemiona, dodaj nową grupę prętów. Poniższe kroki zawierają niezbędne dane wejściowe dla parametrów.

Skopiuj operację i zmień tylko definicję kształtu, aby dodać pozostałe strzemiona do cokołu.

Ostatnim etapem jest dodanie zbrojenia na ścinanie do cokołu. W tym modelu dodamy zbrojenie na ścinanie w obu kierunkach.

Obciążenia i kombinacje

Kombinacje są przejmowane z IDEA StatiCa Connection. Aby dowiedzieć się więcej o szczegółach importu, kliknij link - Import zakotwienia z Connection do Detail.

Utwórz przypadek obciążenia Ciężar własny.

6 Sprawdzenie

Przed uruchomieniem analizy zdecydowanie zalecamy zmianę mnożnika siatki na dwa lub trzy, aby przyspieszyć obliczenia. Ten krok nie jest obowiązkowy, ale może skrócić czas obliczeń i pomóc wykryć ewentualne problemy z rozbieżnością. Jeśli wszystko działa sprawnie i nie pojawią się żadne problemy, można przełączyć się z powrotem na mnożnik równy jeden.

Wyniki

Równoważne naprężenie główne

Równoważne naprężenie główne (EPS) w betonie jest wyznaczane na podstawie objętościowego zachowania bloku betonowego. Obszary, które są najbardziej obciążone, są identyfikowane i wyróżniane. Więcej informacji na temat równoważnego naprężenia głównego zawarto w tym artykule dotyczącym podstaw teoretycznych.

Naprężenia w prętach zbrojeniowych

Podczas sprawdzenia zbrojenia można obserwować naprężenia dla każdego elementu zbrojenia. Można również zmienić kolejność wyników, aby wyświetlić najbardziej naprężone zbrojenie. Na podstawie przeorganizowanych wyników łatwiej jest zauważyć, które kotwy i zbrojenia są najbardziej wykorzystane.

Przy wyświetlaniu stopnia wykorzystania zbrojenia użytkownik może wyraźnie zobaczyć, które zbrojenie przyczynia się do przenoszenia obciążenia i zapobiegania zniszczeniu stożka betonowego.

Zakotwienie

Sprawdź ustawienia zakotwienia i aktywuj opcję Całkowita siła w kotwach. Siły w kotwach mogą się nieznacznie różnić ze względu na różnice w podejściach obliczeniowych dla bloku betonowego. Różnice te nie są jednak znaczące.

Odkształcenia

Przejdź do Pomocnicze i włącz Odkształcenie.

Sprawdzenie odkształceń nie jest obowiązkowe, ale zdecydowanie zaleca się jego wykonanie po analizie, aby upewnić się, że model nie wykazuje dużych odkształceń, dużych obrotów ani uszkodzonych elementów skończonych. Pozwoli to uzyskać przegląd wyników analizy i pomóc w identyfikacji ewentualnych problemów, które mogły wystąpić podczas analizy.

7 Raport

Na koniec przejdź do Podglądu/Wydruku raportu. IDEA StatiCa oferuje w pełni konfigurowalny raport do wydrukowania lub zapisania w edytowalnym formacie.

Sprawdziłeś cały projekt połączenia zgodnie z AISC i ACI 318. Część stalowa została sprawdzona w IDEA StatiCa Connection, a blok betonowy został poddany sprawdzeniu normowemu w IDEA StatiCa Connection i Detail.