บรรลุสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ โดยเฉพาะในการออกแบบการยึดเหนี่ยว

อาจมีคนพูดว่า "แค่ออกแบบตามที่มาตรฐานอนุญาตอย่างชัดเจน" แต่ลองตรวจสอบความเป็นจริงดู: นั่นไม่ใช่วิธีที่มันทำงานจริง ไม่ว่าจะเป็นพื้นที่จำกัดหรือข้อกำหนดทางเทคนิคและสถาปัตยกรรม ดังนั้น การยึดเหนี่ยวที่อาจถือว่า "อยู่ที่ขอบ" (ในเชิงเปรียบเทียบ) – หรือพูดให้ชัดกว่านั้น การยึดเหนี่ยวประเภทเฉพาะ – สามารถพบเห็นได้รอบตัวเรา หลายกรณีได้รับการคำนวณและตรวจสอบอย่างแม่นยำด้วยวิธีการขั้นสูง (แม้ว่าอาจใช้เวลานานเกินไป) อย่างไรก็ตาม หลายกรณีอาจไม่ได้รับการประเมินอย่างละเอียดถี่ถ้วนเท่าที่ควร 

IDEA StatiCa ได้เปลี่ยนแปลงและผลักดันการออกแบบการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็ก ชิ้นส่วนเหล็กและคอนกรีต และรายละเอียดคอนกรีตมาระยะหนึ่งแล้ว ไม่ใช่เรื่องของการทำให้ขั้นตอนการทำงานง่ายขึ้นผ่านการคำนวณด้วยคอมพิวเตอร์ แต่เป็นหลักเกี่ยวกับวิธีการที่เป็นนวัตกรรมที่ช่วยให้เราออกแบบสิ่งที่ไม่เคยคิดว่าเป็นไปได้มาก่อน ความสำเร็จล่าสุดของเรา การเปิดตัว IDEA StatiCa Detail สำหรับ 3D ได้ขยายความเป็นไปได้ในการออกแบบออกไปมากกว่าเดิมอีกครั้ง

ไม่ว่าคุณจะอยู่ในกลุ่มที่ต้องต่อสู้กับการออกแบบการยึดเหนี่ยวเป็นวันๆ หรือพึ่งพาแต่ประสบการณ์แต่แล้วก็นอนไม่หลับ อ่านต่อไป

ประตูสู่ความเป็นไปได้ใหม่

หากคุณเกี่ยวข้องกับโครงสร้างการยึดเหนี่ยว คุณอาจนึกถึงหลายกรณีที่ทำให้คุณลำบาก ต่อไปนี้คือตัวอย่างบางส่วนที่เราได้ระบุเมื่อเร็วๆ นี้ว่ายากมากในการออกแบบโดยใช้เฉพาะแนวทางมาตรฐาน แต่ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือของเรา IDEA StatiCa Connection และ Detail มันกำลังเป็นไปได้ที่จะออกแบบในระยะเวลาที่สมเหตุสมผล

รูปที่ 1: การยึดเหนี่ยวหลายจุดในบล็อกคอนกรีตเดียว

• การยึดเหนี่ยวใกล้ขอบ – การยึดเหนี่ยวใกล้ขอบแทบเป็นไปไม่ได้ที่จะออกแบบโดยไม่มีเหล็กเสริมเนื่องจากวิธีที่คอนกรีตวิบัติ (การวิบัติแบบกรวยและอื่นๆ) การประเมินการยึดเหนี่ยวในคอนกรีตเสริมเหล็กนั้นใช้แรงงานมากในตัวเอง – ดูบทความนี้สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม: คุณไม่ต้องต่อสู้กับการออกแบบการยึดเหนี่ยวอีกต่อไป อย่างไรก็ตาม Detail (โหมด 3D) ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับกรณีดังกล่าว – คอนกรีตเสริมเหล็ก โดยการเพิ่มเหล็กเสริม เราสามารถป้องกันรูปแบบการวิบัติที่จะเกิดขึ้นในคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็กได้ ในขณะเดียวกัน การใช้วิธี FE ขั้นสูง (3D CSFM) และนำไปใช้ใน Detail ทำให้งานที่ซับซ้อนมากค่อนข้างง่าย

รูปที่ 2: ตัวอย่างการยึดเหนี่ยวใกล้ขอบใน Connection (รวมถึงชิ้นส่วนเหล็ก) และใน Detail (รวมถึงเหล็กเสริม)

• การยึดเหนี่ยวหลายจุดใกล้กัน – ปัญหาที่เรามีกับการยึดเหนี่ยวที่อยู่ใกล้กันคือกรวยคอนกรีตมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ไม่มีคู่มือใดที่สามารถแนะนำเราโดยตรงว่าจะประเมินกรณีเหล่านี้อย่างไร ในเอกสารที่ใช้กันทั่วไป ไม่ว่าจะเป็น EN หรือคู่มือ fib เราพบเพียงเงื่อนไขและข้อจำกัดที่เราสามารถพิจารณาอย่างอนุรักษ์นิยม พวกเขาแนะนำให้ใช้ระยะห่างที่ช่วยให้เราประเมินกรวยแยกกันได้ แต่ทันทีที่เราไม่เข้าเงื่อนไขเหล่านี้ เราก็ตกอยู่ในสถานการณ์ที่ยากลำบาก อย่างไรก็ตาม ใน Detail เนื่องจากเรามีวิธีการที่ใช้ FE ขั้นสูง เราสามารถวิเคราะห์พฤติกรรมที่ซับซ้อนได้

รูปที่ 3: การยึดเหนี่ยวหลายจุดในผนังเดียว

• การยึดเหนี่ยวหลายจุดโดยทั่วไป (ฐานรองรับสะพานบนฐานรากร่วม) – สถานการณ์ทั่วไปที่เกิดจากแรงลม ซึ่งเสาหนึ่งของโครงถักรับแรงดึงและอีกเสาหนึ่งรับแรงอัด มีปฏิสัมพันธ์ร่วมกันระหว่างกรวยคอนกรีตจากกลุ่มพุกรับแรงดึงและแรงอัดจากเสาอีกต้น สำหรับกรณีดังกล่าว Eurocode ไม่มีวิธีแก้ปัญหาเชิงวิเคราะห์ที่น่าพอใจ ไม่เพียงเพราะจำเป็นต้องเสริมเหล็กในฐานรากคอนกรีตโดยเนื้อแท้ ดังนั้นจึงต้องใช้การวิเคราะห์ขั้นสูงเช่น Detail และ 3D CSFM

รูปที่ 4: การยึดเหนี่ยวของสะพานท่อ ออกแบบโดย FEVIA s.r.o

• การพิจารณาเหล็กเสริมที่มีอยู่ในการปรับปรุง – การปรับปรุงหรือต่อเติมใดๆ อาจเป็นตัวอย่างที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งของการใช้การยึดเหนี่ยวใน Detail เนื่องจากในอุดมคติ เหล็กเสริมที่มีอยู่จะถูกรวมไว้ด้วย 

ปัญหาที่เกิดขึ้น

สรุปได้ว่า:

Eurocode ระบุรูปแบบการวิบัติสำหรับทั้งแรงดึงและแรงเฉือนสำหรับพุกและคอนกรีต:

รูปที่ 5: แผนผังรูปแบบการวิบัติ – Design of Steel-to-Concrete Joints Design Manual II

EN 1992-4 อุทิศให้กับการประเมินโดยละเอียดของคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็กโดยเฉพาะ การวิบัติของคอนกรีตส่วนใหญ่เหล่านี้สามารถป้องกันได้โดยการเพิ่มเหล็กเสริม ซึ่งจำเป็นในบางกรณี (ดูตัวอย่างข้างต้น) อย่างไรก็ตาม มาตรฐานไม่ได้ให้แนวทางที่ชัดเจนแก่เราว่าจะจัดการกับเรื่องนี้อย่างไร

ปัญหาอีกประการหนึ่งเกิดขึ้นเมื่อกรวยคอนกรีตมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน – Eurocode และเอกสารอื่นๆ (fib bulletin 58) ให้เพียงเงื่อนไขสำหรับเมื่อและวิธีที่กรวยเหล่านี้สามารถตรวจสอบแยกกันได้

รูปที่ 6: CEB-FIB: Bulletin 58 – Design of anchorages in concrete (2011), chap. 1.2

เราทราบปัญหาที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการออกแบบ แต่จะทำอย่างไรกับมัน? ยอมแพ้หรือ...

...หาทางแก้ไข

วิธีแก้ปัญหา 

Detail สามารถแก้ปัญหาข้างต้นได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก ช่วยให้สามารถประเมินอิทธิพลของเหล็กเสริมต่อความสามารถรับแรงและยังช่วยให้สามารถประเมินกรณีที่ไม่ครอบคลุมโดยมาตรฐานได้ เมื่อรวมกับ Connection จะสามารถได้รับการตรวจสอบตามมาตรฐานที่ครอบคลุมสำหรับการวิบัติทุกประเภท 

มีการเขียนเกี่ยวกับทั้งสองแอปพลิเคชันมากแล้ว แต่แน่นอนว่าไม่เสียหายที่จะเพิ่มการเปรียบเทียบโดยย่อและแหล่งข้อมูลบางส่วนเพื่อความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับวิธีการ:

• IDEA StatiCa Connection – มุ่งเน้นการประเมินการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็ก รวมถึงการยึดเหนี่ยวในคอนกรีต พุกได้รับการประเมิน ตามสูตรเชิงประจักษ์ ตามมาตรฐาน บล็อกคอนกรีตถูกจำลองโดยใช้แผนผัง "Winkler" ดังนั้นการประเมินที่เป็นไปได้จึงเป็นสำหรับคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็กเท่านั้น
• IDEA StatiCa Detail – แบบจำลองใน Detail มาจาก Finite Element รวมถึงเหล็กเสริม เนื่องจากสมมติฐานพื้นฐานที่ว่าแรงดึงทั้งหมดถ่ายโอนโดยเหล็กเสริม (ในคอนกรีต แรงดึงถูกละเลย) วิธีแก้ปัญหาจึงเหมาะสำหรับคอนกรีตเสริมเหล็กเท่านั้น การใช้ 3D CSFM เราได้รับความเค้นของคอนกรีตและเหล็กเสริม/พุก ซึ่งได้รับการประเมินด้วยค่าขีดจำกัดจาก Eurocode นอกจากนี้ เรายังได้รับแนวคิดที่สมจริงเกี่ยวกับพฤติกรรมของโครงสร้าง เช่น การไหลของความเค้นและการเสียรูป วิธี 3D CSFM รวมถึงผลของความเค้นสามแกน 

รูปที่ 4: การเปรียบเทียบระหว่าง Connection และ Detail (ข้อมูลนำเข้าและแบบจำลอง)

ดังที่กล่าวไว้ จำเป็นต้องใช้ทั้งสองร่วมกันเพื่อการประเมินที่สมบูรณ์ สำหรับการทำงานที่มีประสิทธิภาพ การนำเข้าจาก Connection ไปยัง Detail ได้รับการเปิดใช้งาน รวมถึงพารามิเตอร์และแรงกระทำเพิ่มเติม 

เพื่อทำความเข้าใจวิธีการ คุณสามารถดำเนินการต่อไปยัง พื้นฐานทางทฤษฎี เพื่อทำความเข้าใจฟังก์ชันไปยัง Release Notes. 

คุณจะทำอย่างไร?

Detail 3D (พร้อม CSFM) แสดงถึงก้าวสำคัญไปข้างหน้า ช่วยให้สามารถออกแบบกรณีที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นได้อย่างมั่นใจ แม้ว่าบางคนอาจรู้สึกกังวลเกี่ยวกับความก้าวหน้านี้ แต่เทคโนโลยีที่เรามีอยู่ช่วยให้เราบรรลุผลได้มากกว่าที่เคยเป็นมา – แล้วทำไมจะไม่ใช้ประโยชน์จากศักยภาพของมัน? ความก้าวหน้าเป็นเรื่องธรรมชาติและหลีกเลี่ยงไม่ได้

ที่ IDEA StatiCa เรามองการยึดเหนี่ยวเป็นเพียงจุดเริ่มต้น นี่คือกรณีแรกที่เราได้ตรวจสอบอย่างครบถ้วน และเรามุ่งมั่นที่จะขยายความสนใจไปยังความท้าทายอื่นๆ ในอนาคต

คำถามคือ: คุณจะปรับตัวให้เข้ากับความก้าวหน้าเหล่านี้ หรือจะต่อต้านการเปลี่ยนแปลง?