Ferramenta única para um fluxo de trabalho completo de placas de base

Prática atual para armadura de chumbadores

A falha por arrancamento do betão ocorre por várias razões:

• Área de betão reduzida abaixo da placa de base: Pedestal, fundação em faixa, pilares, placa de base próxima da extremidade do betão
• Comprimento de embebimento limitado dos chumbadores 
• Forças elevadas de momento, corte ou arranque na placa de base devido a estruturas pesadas
• Combinações de cargas das forças acima referidas

Na prática de engenharia atual, os chumbadores são dimensionados assumindo uma secção de betão não armado. As equações normalizadas utilizadas no Capítulo 17 do ACI-318 foram desenvolvidas com base no dimensionamento pela capacidade do betão (CCD). No entanto, o ACI 318 permite a utilização de armadura de chumbadores para resistir às forças de arrancamento quando as restrições geométricas impedem o aumento da capacidade de arrancamento do betão. 

No ACI 318, três categorias diferentes de armadura de betão podem estar presentes numa fundação: 

• Armadura de fundação: Armadura dimensionada para resistir às forças de flexão na fundação, ou seja, pedestais
• Armadura de chumbadores: Serve como abordagem alternativa à utilização das equações de resistência ao arrancamento do betão previstas no ACI 318. Dimensionada para resistir à resistência requerida da ligação de base
• Armadura suplementar: É fornecida para restringir os cones de arrancamento e não é especificamente dimensionada para resistir a quaisquer cargas.

 O dimensionamento da armadura de chumbadores e suplementar é explicado na seguinte literatura:

• Secção de comentários ACI-318 R17.5.2.1 – Esta secção fornece práticas de pormenorização recomendadas para a armadura de chumbadores
• Anchorage design for petrochemical facilities, ASCE, 2013 – Este livro fornece modelos potenciais de escora e tirante que podem ser utilizados para dimensionar os estados limites de arrancamento e de explosão lateral
• Design of anchor reinforcement in concrete pedestals, Widianto, Chandu Patel, e Jerry Owen, 2010 — Este artigo apresenta um método para dimensionar a armadura de chumbadores utilizando o modelo de escora e tirante e explica um procedimento de dimensionamento proposto.

Durante anos, este tem sido um problema comum para os EoRs e projetistas estruturais. O dimensionamento da armadura no betão abaixo da placa de base é frequentemente moroso, especialmente quando as forças nos chumbadores excedem a capacidade de arrancamento. A IDEA StatiCa acaba de disponibilizar um novo fluxo de trabalho completo que permite aos engenheiros modelar, analisar e verificar a armadura de chumbadores de forma rápida e precisa.

Explicação do fluxo de trabalho completo

A IDEA StatiCa é um software de ligações de aço muito reconhecido pelassuas capacidades no que diz respeito ao dimensionamento de placas de base. Com a aplicação Connection, pode modelar qualquer placa de base e dimensionar os seus chumbadores. No entanto, se encontrar algumas das condições mencionadas acima, os chumbadores falharão pela resistência ao arrancamento do betão. 

O novo fluxo de trabalho permite dimensionar a armadura de chumbadores necessária para transferir as forças para a fundação de betão. 

Vamos rever o fluxo de trabalho proposto:

1. Modelar e dimensionar a placa de base na aplicação Connection

Inicie o dimensionamento da placa de base no IDEA StatiCa Connection. Utilize a operação de placa de base para modelar chapas de aço, blocos de betão, chumbadores e soldaduras. O utilizador pode também usar outras operações para adicionar reforços ou chapas de nó se a placa de base tiver um elemento de contraventamento. Não existem limitações geométricas. 

Outra opção para os utilizadores é importar as cargas de outras aplicações. Muitas das nossas integrações permitem a importação automática de informações críticas, como cargas e geometria, o que reduz a duplicação de modelação.

Uma vez realizada a importação, a análise é efetuada para múltiplas combinações de cargas em vez de recorrer a reações envolventes. 

2.Dimensionamento de componentes de aço 

O IDEA StatiCa Connection verifica pelo código todos os componentes do modelo: Elementos de aço, placa de base, parafusos e soldaduras. 

Clique no link abaixo para ver o relatório detalhado completo:

PDF do relatório completo da ligação

3. Dimensionamento de chumbadores 

O IDEA StatiCa Connection utiliza as fórmulas do ACI-318 (2014 ou 2019) do Capítulo 17 para dimensionar os chumbadores. Os resultados da norma são apresentados numa tabela, e pode verificar o estado de cada verificação dos chumbadores. A verificação considera também a resistência ao arrancamento do betão. 

No entanto, a verificação considera apenas betão não armado.

Pode agora remover as verificações de arrancamento do betão dos resultados e, em vez disso, obter as forças nos chumbadores necessárias para dimensionar a armadura suplementar.

 Consulte os passos seguintes para dimensionar a armadura de betão no IDEA StatiCa. 

4. Exportar o modelo de placa de base para a aplicação IDEA StatiCa Detail

Com a versão 25 do IDEA StatiCa, pode exportar o modelo de placa de base para a aplicação Detail, e o modelo será importado, incluindo a placa de base, chumbadores, bloco de betão, forças nos chumbadores e na placa de base, e combinações de carga.

5. Modelar a armadura no bloco de betão utilizando operações

Antes de executar a análise, o utilizador modela a armadura de aço no modelo importado. Utilize o novo ícone de armadura para adicionar a armadura. Selecione entre diferentes opções paraintroduzir as armaduras de aço, como o número de camadas e varões em cada camada. Visualize-o utilizando a vista transparente 3D. 

6. Executar a análise e rever os resultados

Após a conclusão da análise, aceda ao separador Verificação e reveja o rácio de utilização do material e as tensões. O fluxo de tensões nos resultados de Resumo mostra os vetores das tensões principais de compressão no betão e a utilização da armadura para lhe fornecer uma visão geral básica. O utilizador pode rever a resistência do betão e do aço, as tensões de aderência do aço e as deformações para as diferentes combinações de cargas. 

Conclusão

A IDEA StatiCa está a ajudar milhares de engenheiros através do desenvolvimento de software para pormenores de engenharia estrutural. 

O fluxo de trabalho completo de dimensionamento de placas de base simplifica tarefas complexas, reduzindo o tempo gasto nos cálculos de ambas as partes, a placa de base de aço e a fundação de betão armado. Com uma visualização 3D clara, os utilizadores podem compreender melhor os caminhos de carga e otimizar o dimensionamento da armadura de betão.