Projektowanie konstrukcyjne węzła ramy żelbetowej (ACI)

Analizowany węzeł ramy będzie częścią rzeczywistej żelbetowej konstrukcji ramowej. Rama ma 14 stóp wysokości, rozpiętość wynosi 26 stóp, a oba słupy będą miały podpory utwierdzające.

1 Nowy projekt

Utwórz nowy projekt w IDEA StatiCa Detail.

W kreatorze strefy nieciągłości ustaw wytrzymałość betonu i gatunek zbrojenia oraz zdefiniuj grubość otuliny betonowej. Wybierz szablon Węzły ram.

Z szablonów węzłów ramy wybierz Węzeł narożny.

Wybierając predefiniowany szablon, oprogramowanie automatycznie wygeneruje geometrię, obciążenia i zbrojenie.

2 Geometria

Rozpocznij od modyfikacji geometrii. Predefiniowany węzeł narożny składa się ze słupa i belki. Zmień przekrój słupa, klikając Edytuj parametry.

Zmień wymiary przekroju poprzecznego.

Następnie dodaj nowy przekrój poprzeczny dla belki:

Ponownie zmień wymiary:

3 Obciążenia

W nawigatorze przejdź do definicji obciążeń. Dwa przypadki obciążeń i pięć nieliniowych kombinacji zostały automatycznie dodane przez oprogramowanie. Potrzebne są dwa przypadki obciążeń, aby rozróżnić obciążenia stałe (trwałe) i zmienne (użytkowe) oraz trzy kombinacje obejmujące sprawdzenia SGN i SGU.

Zmodyfikuj przypadek obciążenia LC1 dla efektów obciążenia stałego. Na początku usuń obciążenie liniowe ze słupa.

Następnie możesz zmodyfikować obciążenie liniowe na belce:

Przełącz na przypadek obciążenia LC2 za pomocą listy rozwijanej i powtórz kroki z innymi wartościami.

Teraz przejdź do zakładki Siły wewnętrzne i przyłóż je w przekroju poprzecznym umieszczonym w miejscu przecięcia słupa i belki. Siły wewnętrzne można uzyskać, modelując i obliczając całą ramę z odpowiednim obciążeniem liniowym (2,04 kip/ft dla LC1 i 1,56 kip/ft dla LC2) w dowolnym oprogramowaniu CAE/MES w ciągu kilku minut.

Na końcu wróć do kombinacji i sprawdź reguły kombinowania. Tam możesz zmodyfikować współczynniki częściowe lub zachować ustawienie domyślne zgodnie z wybraną normą (w naszym przypadku ACI). 

4 Zbrojenie

Po zdefiniowaniu obciążeń można przystąpić do projektowania zbrojenia. Przed przystąpieniem do projektowania można uruchomić narzędzie Optymalizacji Topologicznej, aby zobaczyć, jak powinien wyglądać najbardziej efektywny układ zbrojenia przy wybranej efektywnej objętości konstrukcji.

Dla efektywnej objętości 20% konstrukcja wygląda następująco (czerwone linie reprezentują ściskanie, a niebieskie rozciąganie). Możesz przełączać się między efektywnymi objętościami w wstążce.

Przejdź do Wprowadzania/edycji zbrojenia. Wykorzystasz elementy utworzone przez szablon.

Zmodyfikuj rozstaw strzemion grup ST1 i ST2:

Kontynuuj i zmodyfikuj grupę GB1 — pręty zostaną wydłużone do lewej krawędzi. Zmień również rozstaw warstw:

Na końcu edytuj długość pręta grupy IB1.

5 Obliczenia i sprawdzenie

Uruchom analizę, klikając Oblicz w wstążce. Model obliczeniowy jest generowany automatycznie, obliczenia są wykonywane, a podsumowanie sprawdzeń wraz z wartościami wyników jest wyświetlane na ekranie.

W zakładce Podsumowanie można znaleźć tabelę z miarodajnymi sprawdzeniami. Przyjrzyjmy się jej:

W pierwszym wierszu tabeli widać, że miarodajnym sprawdzeniem SGN jest nośność zbrojenia w kombinacji C1.

Można również zauważyć kolumnę Przyrost. Wartości P100%, V100% oznaczają, że obliczenia zakończyły się pomyślnie i wszystkie obciążenia stałe i zmienne zostały przyłożone do konstrukcji.

Jeśli klikniesz na wiersz z podsumowaniem SGU, pojawi się następująca tabela:

W zakresie sprawdzeń SGU miarodajne jest sprawdzenie słupa w kombinacji C3. Widać, że konstrukcja spełnia również to sprawdzenie.

Zwróć uwagę na skróty (LT) po nazwach kombinacji. IDEA StatiCa Detail oblicza z różnym modułem sprężystości dla efektów krótkotrwałych (ST) i długotrwałych (LT).

6 Raport

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

Zaprojektowałeś, zoptymalizowałeś i wykonałeś sprawdzenie normowe węzła ramy zgodnie z Eurokodem.