การตรวจสอบตามมาตรฐานอย่างสมบูรณ์ของพุกและบล็อกคอนกรีตด้วย IDEA StatiCa (EN)

Eurocode ระบุวิธีการวิบัติหลายประการของพุกและฐานรากคอนกรีต และแบ่งเพิ่มเติมตามประเภทของแรงกระทำ ใน IDEA StatiCa Connection เราสามารถประเมินพุกได้จนถึงปัจจุบัน แต่มีข้อจำกัดบางประการที่ต้องทำการประเมินด้วยตนเอง 

ในขณะเดียวกัน การคำนึงถึงเหล็กเสริมสำหรับบล็อกคอนกรีตเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ ขณะนี้สิ่งนี้กำลังเปลี่ยนแปลงด้วย IDEA StatiCa Detail 3D ซึ่งเพิ่มความเป็นไปได้มากขึ้น IDEA StatiCa Detail 3D ไม่ได้เสนอการประเมินตามที่เราคุ้นเคยในมาตรฐานที่กำหนดไว้สำหรับคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็ก อย่างไรก็ตาม ด้วยการวิเคราะห์ FE เราสามารถตรวจสอบได้ว่าคอนกรีตเสริมเหล็กจะรองรับแรงกระทำที่กำหนดได้ และที่นี่จะ ป้องกันการวิบัติของคอนกรีต ซึ่งจะสอดคล้องกับเงื่อนไขเหล่านั้น แอปพลิเคชันทำงานอิสระและสามารถใช้แยกกันได้ แต่ด้วย การเชื่อมโยงระหว่าง Connection และ Detail ยังสามารถใช้ Detail เป็นเพียงการคำนวณเสริมได้อีกด้วย 

ตอนนี้ มาดูเงื่อนไขของ Eurocode ทีละข้อและความเป็นไปได้ที่แอปพลิเคชันมอบให้เรา 

แรงดึง

Eurocode แบ่งประเภทแรงกระทำแรก (แรงดึง) ออกเป็น 6 กรณีที่เป็นไปได้ของการวิบัติของพุกหรือบล็อกคอนกรีต (a, b, c, d, e, f) และอีกสองกรณีสำหรับฐานรากเสริมเหล็ก (g, h) 

รูปด้านล่างแสดงแผนผังว่าประเภทการวิบัติใดที่คุณสามารถประเมินด้วยแอป Connection และพฤติกรรมใดที่สามารถครอบคลุมได้โดยการใช้คอนกรีตเสริมเหล็ก และด้วยเหตุนี้จึงใช้การวิเคราะห์ใน Detail IDEA StatiCa Connection ใช้สูตรเชิงประจักษ์จาก Eurocode ( EN 1992-4-7.2.1) สำหรับการออกแบบพุก (CBFEM) ในขณะที่ IDEA StatiCa Detail อ้างอิงจากวิธี Finite Element อย่างสมบูรณ์ (3D CSFM) ดังนั้น ตัวเลือกการประเมินบางส่วนจึงทับซ้อนกันในทั้งสองแอปพลิเคชัน แต่ใช้วิธีที่แตกต่างกันเสมอ 

โดยธรรมชาติของวิธีการที่นำมาใช้ในซอฟต์แวร์ Connection สามารถพิจารณาได้เฉพาะคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็กเท่านั้น ในขณะที่ Detail สามารถพิจารณาได้เฉพาะฐานรากคอนกรีตเสริมเหล็กเท่านั้น 

สมมติฐานหลักและข้อจำกัดของการวิเคราะห์สำหรับ IDEA StatiCa Detail 3D ถูกกล่าวถึงในบทความ ข้อจำกัดที่ทราบ 

a) การวิบัติของเหล็ก 

การวิบัติของเหล็กของพุกที่รับแรงดึงเพียงอย่างเดียวได้รับการตรวจสอบในทั้งสองแอปพลิเคชัน ความต้านทานแรงดึงของพุกได้รับการตรวจสอบใน Connection ตามสูตรต่อไปนี้:

ใน Detail พุกได้รับการตรวจสอบตาม Eurocode ที่เลือก (1992-4 หรือ 1993-1-8) ในการตั้งค่าโครงการ พฤติกรรมนี้ใช้ได้ตั้งแต่เวอร์ชัน 25.1.1 

ในเวอร์ชันเก่า พุกได้รับการตรวจสอบเหมือนเหล็กเสริมทั่วไป โดยอ้างอิงจากไดอะแกรมความเค้น-ความเครียดที่กำหนดสำหรับวัสดุเฉพาะ โดยใช้ค่าความเครียดขีดจำกัดสูงสุด 5% (คำนวณตามผลของการเสริมความแข็งจากแรงดึง อ่านเพิ่มเติมใน พื้นฐานทางทฤษฎี)

b) การวิบัติแบบกรวยคอนกรีต 

การวิบัติแบบกรวยคอนกรีตสามารถตรวจสอบได้ใน Connection อย่างไรก็ตาม ใน Connection แอปสามารถพิจารณาได้เฉพาะ คอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็ก เท่านั้น 

ดังนั้น ในกรณีที่กรวยคอนกรีตวิบัติ จึงเหมาะสมที่จะดำเนินการต่อไปยัง IDEA StatiCa Detail ซึ่งให้การวิเคราะห์บล็อกเสริมเหล็กทั้งหมด กำลังรับแรงดึงของคอนกรีตถูกละเลยอย่างอนุรักษ์นิยม ซึ่งหมายความว่าความสามารถในการรับแรงสำหรับการวิบัติแบบกรวยนั้น ถูกกำหนดในระดับที่มีนัยสำคัญโดยปริมาณเหล็กเสริมที่กำหนด ในรูปด้านล่าง คุณสามารถเห็น ทิศทางของความเค้นหลัก ที่บ่งชี้รูปร่างของกรวยที่กล่าวถึงข้างต้น ในส่วนขวา คุณสามารถเห็นค่าความเค้นของคอนกรีต ซึ่งได้รับการประเมินด้วยค่าขีดจำกัด 

 c) การวิบัติแบบดึงหลุด

การตรวจสอบตามมาตรฐานนี้มีใน Connection เฉพาะบางกรณีเท่านั้น (ดูรูปแรกในบทความนี้) จำเป็นต้องมีการประเมินเพิ่มเติมสำหรับพุกติดตั้งภายหลังแบบกลไก 

ใน Detail สามารถตั้งค่าสิ่งที่เรียกว่า พุกแบบกาว และระบุกำลังแรงยึดเหนี่ยวการออกแบบตามพารามิเตอร์ทางเทคนิคของพุก จากนั้นพุกจะได้รับการตรวจสอบตามพารามิเตอร์เหล่านี้ (ใช้ได้เฉพาะสำหรับคอนกรีตเสริมเหล็กเท่านั้น)

d) การวิบัติแบบดึงหลุดรวมกับการวิบัติของคอนกรีตของตัวยึดแบบกาว

การวิบัตินี้สามารถตรวจพบได้เฉพาะใน Detail เท่านั้น ซึ่งความเค้นของคอนกรีตและบริเวณความยาวยึดเหนี่ยวได้รับการประเมินโดยใช้ 3D CSFM กลไกการวิบัติแบบดึงหลุดรวมกับการวิบัติของคอนกรีตใน Detail อ้างอิงจากหลักการที่กำหนดไว้ข้างต้น และการประเมินเป็นส่วนหนึ่งของการตรวจสอบกำลังคอนกรีตและความยาวยึดเหนี่ยว (ใช้ได้เฉพาะสำหรับคอนกรีตเสริมเหล็กเท่านั้น)

e) การวิบัติแบบแตกร้าวของคอนกรีต

ไม่สามารถประเมินได้ใน Connection สำหรับ Detail การวิบัติแบบแตกร้าวมักเป็นปัญหาของคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็ก ซึ่งการใช้เหล็กเสริมจะป้องกันไม่ให้เกิดขึ้น ในขณะเดียวกัน สามารถดูความเค้นและความเครียดของทั้งเหล็กเสริมภายใต้แรงอัดหรือแรงดึง และคอนกรีตภายใต้แรงอัดในแอป Detail ได้ 

f) การวิบัติแบบระเบิดออกของคอนกรีต 

สำหรับคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็ก สามารถทำการตรวจสอบตามมาตรฐานเชิงประจักษ์ตาม Eurocode ใน Connection ได้ 

สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างเสริมเหล็ก สามารถใช้ Detail ได้ การวิบัติแบบระเบิดออกของคอนกรีตครอบคลุมอยู่ในการวิเคราะห์กำลังคอนกรีต ซึ่งความเค้นดึงถ่ายโอนโดยเหล็กเสริมเท่านั้น (ตามที่กล่าวถึงหลายครั้งข้างต้น)

การตรวจสอบเพิ่มเติมสำหรับบล็อกคอนกรีตเสริมเหล็ก:

สำหรับฐานรากเสริมเหล็ก จำเป็นต้องมีการประเมินเหล็กเสริมเพิ่มเติม การวิบัติของเหล็กของเหล็กเสริมและการวิบัติของความยาวยึดเหนี่ยวของเหล็กเสริมเป็นส่วนหนึ่งของการประเมินเหล็กเสริมใน Detail 

g) การวิบัติของเหล็กของเหล็กเสริม

h) การวิบัติของความยาวยึดเหนี่ยวของเหล็กเสริม

แรงเฉือน

Eurocode แบ่งประเภทแรงกระทำที่สอง (แรงเฉือน) ออกเป็น 4 กรณีที่เป็นไปได้ของการวิบัติของพุกหรือบล็อกคอนกรีต (a, b, c, d) และอีกสองกรณีสำหรับฐานรากเสริมเหล็ก (e, f) 

รูปด้านล่างแสดง แผนผัง ว่าประเภทการวิบัติใดที่คุณสามารถประเมินด้วยแอป Connection และพฤติกรรมใดที่สามารถครอบคลุมได้โดยการใช้คอนกรีตเสริมเหล็ก และด้วยเหตุนี้จึงใช้การวิเคราะห์ใน Detail IDEA StatiCa Connection ใช้สูตรเชิงประจักษ์จาก Eurocode ( EN 1992-4-7.2.2) สำหรับการออกแบบพุก (CBFEM). การวิบัติทุกประเภทที่เกิดจากแรงเฉือนสามารถครอบคลุมได้ในแอป Connection  

ใน IDEA StatiCa Detail 3D แรงเฉือนสามารถถ่ายโอนได้โดยแรงเสียดทาน พุก หรือเดือยรับแรงเฉือน สิ่งสำคัญที่ต้องกล่าวคือมีการประเมินเฉพาะฐานรากเท่านั้น ชิ้นส่วนเหล็กอื่นๆ (เช่น เดือยรับแรงเฉือน รอยเชื่อม) จำเป็นต้องตรวจสอบใน Connection หรือที่อื่น อีกครั้ง ต้องเน้นย้ำว่าจำเป็นต้องใช้คอนกรีตเสริมเหล็กเท่านั้น

a) การวิบัติของเหล็กโดยไม่มีแขนโมเมนต์

การวิบัติของเหล็กโดยไม่มีแขนโมเมนต์ของพุกที่รับแรงเฉือนได้รับการตรวจสอบใน Connection ความต้านทานแรงเฉือนของพุกได้รับการตรวจสอบใน IDEA StatiCa Connection ตามสูตรต่อไปนี้:

ใน Detail พุกได้รับการตรวจสอบตาม Eurocode ที่เลือก (1992-4 หรือ 1993-1-8) ในการตั้งค่าโครงการอีกครั้ง พฤติกรรมนี้ใช้ได้ตั้งแต่เวอร์ชัน 25.1.1 การประเมินไม่สามารถทำได้ใน Detail สำหรับเวอร์ชันเก่า

b) การวิบัติของเหล็กโดยมีแขนโมเมนต์

การวิบัติของเหล็กโดยมีแขนโมเมนต์ของพุกที่รับแรงเฉือนได้รับการตรวจสอบเฉพาะใน Connection เท่านั้น ความต้านทานแรงเฉือนของพุกได้รับการตรวจสอบใน IDEA StatiCa Connection ตามสูตรต่อไปนี้:

การประเมินไม่สามารถทำได้ใน Detail

c) การวิบัติแบบงัดออกของคอนกรีต

การวิบัติแบบงัดออกของคอนกรีตของพุกที่รับแรงเฉือนได้รับการตรวจสอบเฉพาะใน Connection เท่านั้น ความต้านทานแรงเฉือนของพุกได้รับการตรวจสอบใน IDEA StatiCa Connection ตามสูตรต่อไปนี้:

จากนั้นความสามารถในการรับแรงเฉือนของคอนกรีตผ่านแผ่นฐานจะได้รับการประเมินในแอปพลิเคชัน Detail 

d) การวิบัติที่ขอบคอนกรีต

การวิบัติที่ขอบคอนกรีตของพุกที่รับแรงเฉือนได้รับการตรวจสอบใน Connection เฉพาะสำหรับคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็กเท่านั้น ความต้านทานแรงเฉือนของพุกได้รับการตรวจสอบใน IDEA StatiCa Connection ตามสูตรต่อไปนี้:

การวิบัติที่ขอบคอนกรีตสามารถตรวจสอบได้ใน Detail (เฉพาะคอนกรีตเสริมเหล็กเท่านั้น) 

การตรวจสอบเพิ่มเติมสำหรับบล็อกคอนกรีตเสริมเหล็ก:

สำหรับฐานรากเสริมเหล็ก จำเป็นต้องมีการประเมินเหล็กเสริมเพิ่มเติม การวิบัติของเหล็กและความยาวยึดเหนี่ยวของเหล็กเสริมเป็นส่วนหนึ่งของการประเมินเหล็กเสริมใน IDEA StatiCa Detail 

e) การวิบัติของเหล็กของเหล็กเสริมเพิ่มเติม

f) การวิบัติของความยาวยึดเหนี่ยวของเหล็กเสริมเพิ่มเติม

บทสรุป

ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดสามารถพบได้ในตัวอย่างเช่น การยึดเหนี่ยวใกล้ขอบและกรณีอื่นๆ ที่คอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็กไม่สามารถรองรับแรงกระทำที่กำหนดได้ โปรดทราบว่าพุกและเดือยรับแรงเฉือนจำเป็นต้องได้รับการประเมินเพิ่มเติมใน Connection แต่เมื่อใช้ร่วมกัน เครื่องมือซอฟต์แวร์ทั้งสองนี้ให้โซลูชันที่ครอบคลุม

เนื่องจากวิธีการและวิธีที่แอปพลิเคชันได้รับการออกแบบ Detail application เหมาะสำหรับฐานรากเสริมเหล็กเท่านั้น