Proiectarea îmbinării cu placă de bază

Continuând de la primul meu articol despre simpla îmbinare cu eclisă, în acest articol voi discuta despre modesta placă de bază. Acest tip de îmbinare a fost primul pe care l-am proiectat vreodată și, în acele vremuri, era cu adevărat foarte simplu. În caz că vă întrebați, îmbinarea cu eclisă a venit pe un loc secund!

Din nou, multe s-au schimbat de-a lungul anilor – nu în ultimul rând codurile. Clădirile au devenit mai complexe – atât ca aspect, cât și ca număr de discipline necesare pentru a le proiecta cu succes. Pe măsură ce clădirile și alcătuirea lor structurală devin mai complexe, inginerii petrec mai mult timp pe îmbinările complexe pe care le generează. IDEA StatiCa ajută la atenuarea acestor complexități printr-o interfață ușor de înțeles, care creează îmbinări eficiente, precise și verificate conform codului.

Modesta placă de bază este, foarte posibil, una dintre ultimele îmbinări care se proiectează, dar este literalmente prima piesă de oțel necesară într-un proiect. Unele proiecte vor avea considerații arhitecturale, majoritatea vor fi bazate pur pe funcționalitate, cu forma pe plan secundar. IDEA StatiCa dispune de instrumentele necesare pentru a modela, analiza și verifica practic orice configurație imaginabilă.

O căutare rapidă în Centrul nostru de Suport arată mai multe proiecte pe care clienții noștri le pot folosi pentru a se familiariza mai bine cu IDEA StatiCa:

Toate aceste exemple vin cu un fișier de proiect și pot fi vizualizate și în Viewer-ul online – deci ce mai așteptați? Puteți găsi aceste proiecte în Centrul nostru de Suport.

Nu numai că suntem capabili să proiectăm aceste plăci de bază relativ simple, dar IDEA StatiCa a fost folosit și de unii dintre cei mai importanți ingineri și fabricanți din lume pentru a proiecta îmbinări foarte complexe:

În ambele cazuri, IDEA StatiCa a permis inginerilor să proiecteze o îmbinare complexă cu placă de bază în mod elegant și cu încredere.

Ce intră în componența unei îmbinări cu placă de bază?

În mod evident, există placa de bază în sine. Dar cât de groasă? Din ce material?

Apoi există unul sau mai multe elemente care trebuie rezemate.

Ce forțe sunt implicate și unde acționează ele?

În cele din urmă, trebuie luate în considerare fundația și sistemul de ancorare. Cât de groasă? Ce clasă? Ce tip de ancoră și ce diametru?

IDEA StatiCa poate aborda acest lucru în mai multe moduri:

• Construiți îmbinarea pas cu pas în aplicația IDEA StatiCa
• Utilizați un link BIM dintr-o aplicație de analiză
• Utilizați un link BIM dintr-o aplicație de modelare (cu sau fără rezultate)
• Utilizați noua funcționalitate Checkbot pentru a combina un model geometric și rezultatele analizei

Nu există nicio îndoială că avem o abordare potrivită pentru toată lumea, în funcție de cât de departe doresc să ducă integrarea proiectării de ansamblu.

Proiectarea îmbinării pas cu pas

O abordare pas cu pas construiește îmbinarea pornind de la placa de bază în jos și în sus. Utilizatorul adaugă elementele, le poziționează și creează încărcările care acționează asupra acestor elemente.  Operații suplimentare definesc placa de bază (și fundația din beton) și multe alte operații speciale, cum ar fi plăcile de nod etc. Aceasta este abordarea cea mai consumatoare de timp (dar adesea satisfăcătoare). Această abordare implică și un risc mai mare la transpunerea datelor de intrare dintr-una (sau mai multe) surse în IDEA StatiCa.

Link BIM din software-ul de analiză

Utilizarea link-ului BIM dintr-o aplicație de analiză permite transferul elementelor și al încărcărilor în IDEA StatiCa prin intermediul noii aplicații Checkbot (sau al vechiului manager de verificare conform codului). Această abordare necesită în continuare modelarea manuală a componentelor suplimentare în IDEA StatiCa, dar implică un risc mai mic.

Link BIM din software-ul de modelare

Dacă ruta preferată este cea dintr-o aplicație de modelare precum Revit, Advance Steel sau Tekla Structures, atunci componentele îmbinării sunt replicate în IDEA StatiCa prin intermediul noii aplicații Checkbot (sau al vechiului manager de verificare conform codului). Această abordare implică faptul că încărcările vor fi necesare fie prin introducerea lor manuală, fie automat dacă software-ul de modelare permite acest lucru și are acces la rezultate integrate sau legate.

Ce se întâmplă dacă doriți să utilizați conceptele descrise mai sus, dar nu aveți aplicații care comunică între ele, însă comunică cu IDEA StatiCa? Aici intervine noua funcționalitate din aplicația noastră Checkbot, permițând combinarea unui model geometric și a unui model de analiză prin importul încărcărilor din două proiecte Checkbot.

Care sunt considerațiile de proiectare propriu-zise?

Placa de bază trebuie să aibă dimensiuni, rigiditate și rezistență suficiente pentru a transmite forța axială de compresiune de la stâlp la fundație prin materialul de pozare, fără a depăși rezistența locală la presiune a fundației.

O placă de bază simplă, pătrată sau dreptunghiulară, este cea mai comună. Aceasta este atât ușor de obținut, cât și fabricată cu pierderi minime. Comparativ cu o placă de bază circulară tăiată dintr-un pătrat, acesta este cu siguranță cazul. Dar care ar fi mai atractivă vizual ca reazem pentru un stâlp cu secțiune tubulară circulară?

Sistemul de ancorare trebuie să transfere în siguranță forțele către fundație. Dacă un proiect normal cu șuruburi nu este suficient, atunci poate fi luat în considerare un pivot de forfecare. Cum interacționează acestea cu buloanele de ancorare și cu eventuala armătură din fundație? Aici excelează BIM – putând integra și coordona mai multe discipline împreună.

Dacă citiți ghidurile practice, acestea vorbesc despre adăugarea unui extra de 100 mm (4") față de conturul stâlpului. De asemenea, propun rotunjirea dimensiunilor la cel mai apropiat multiplu de 50 mm (2"). Aceasta nu pare foarte eficientă – trebuie să existe o modalitate mai bună! Ei bine, există: IDEA StatiCa Connection.

O abordare simplă de proiectare constă în:

• Verificarea ariei necesare
• Verificarea ariei efective
• Verificarea grosimii plăcii
• Verificarea sudurilor

Aceasta se aplică stâlpilor în construcții simple care preiau compresiune axială și forfecare. Dacă stâlpul are un element de contravântuire care se racordează la el sau preia moment, atunci aceste verificări devin mai complexe și necesită mai mult timp. Acesta este un exemplu clasic al regulii 80/20, unde 80% din îmbinări necesită 20% din timp, iar 20% din îmbinări necesită 80% din timp.

Dacă adăugați eleganță pe lângă eficiență în proiectare, atunci modesta placă de bază nu mai este atât de modestă. Un exemplu excelent în acest sens este modul în care Wade Design Engineers a folosit IDEA StatiCa pentru a verifica o placă de bază complexă, determinată arhitectural, pentru o structură cu membrană tensionată din Dubai.

De la schițe la modelare, analiză și verificare conform codului:

Utilizând un flux de lucru simplificat care a folosit link-ul BIM din Tekla Structures. Tocmai aceste fluxuri de lucru îl ajută pe inginer în activitățile sale zilnice. Posibilitatea de a prelua modele în mai multe formate și de a le combina în IDEA StatiCa reduce timpul și riscurile. Aceasta le permite inginerilor să se concentreze pe ceea ce trebuie și oferă, de asemenea, mai mult timp pentru a dezvolta îmbinarea, explorând variante și costurile asociate. În climatul actual, trebuie cu toții să ne ridicăm la înălțimea provocării!

Puteți citi mai multe despre proiectul Marshall Building aici și studiul de caz pentru proiectul din Dubai poate fi găsit aici.

Puteți descărca o versiune de probă a IDEA StatiCa de aici și puteți folosi aceste tutoriale pentru a începe. Dacă dorința dumneavoastră de cunoaștere este mai profundă, iată un link către fundamentele teoretice ale CBFEM și IDEA StatiCa. 

Bon voyage!