ข้อจำกัดที่ทราบสำหรับ Detail 3D

บทนำ

ในตอนต้นของข้อความนี้ ขอให้เรากำหนดว่าแอปพลิเคชันนี้มีไว้เพื่ออะไร ในเวอร์ชันปัจจุบัน เราได้พัฒนาเครื่องมือและตรวจสอบความถูกต้องของการแก้ปัญหาเฉพาะสำหรับการยึดโครงสร้างเหล็กในบล็อกคอนกรีตเสริมเหล็กแบบเรียบง่าย 

ข้อความต่อไปนี้แบ่งออกเป็นสองส่วน: ข้อจำกัดของแอปพลิเคชันและวิธีการเอง และข้อจำกัดของการนำเข้าจาก IDEA StatiCa Connection

ข้อจำกัดของแอปพลิเคชัน

คอนกรีตเสริมเหล็ก

3D CSFM ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็กหรือคอนกรีตที่มีเหล็กเสริมน้อย ในกรณีนี้ ผลลัพธ์ของการคำนวณอาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ทำให้เข้าใจผิดหรือการไม่ลู่เข้าของการคำนวณแบบไม่เชิงเส้น 

คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ใน พื้นฐานทางทฤษฎี

เหตุผลหลักที่ต้องจำลองเฉพาะชิ้นส่วนคอนกรีตเสริมเหล็กในแอปพลิเคชันคือกำลังรับแรงดึงของ Concrete นั้นน้อยมากจนละเลยได้ ดังนั้นความเค้นดึงทั้งหมดจะต้องถ่ายผ่านเหล็กเสริม

เหตุผลที่สองคือ: ใน IDEA StatiCa Detail 3D ไม่ได้ใช้กลศาสตร์การแตกร้าว แบบจำลองไม่ได้จำลองการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวอย่างชัดเจน และไม่ได้ใช้พารามิเตอร์กลศาสตร์การแตกร้าวของ Concrete (G_f, K_IC, รูปร่างของพื้นผิวการแตกร้าว) Concrete ถูกจำลองเป็นวัสดุที่มีความเหนียวพร้อมสาขาพลาสติกแนวนอนในการรับแรงอัด — เมื่อถึงความเค้นอัดขีดจำกัด ความเค้นจะคงที่ และมีเพียงความเครียดเท่านั้นที่เพิ่มขึ้นต่อไปจนถึงขีดจำกัดที่กำหนด ด้วยเหตุนี้ Detail 3D จึงสามารถจับการกระจายตัวแบบพลาสติกของความเค้นและความเครียดในบริเวณ D (บริเวณไม่ต่อเนื่อง) ได้ แต่ไม่ได้จำลองกลไกการวิบัติแบบเปราะที่ควบคุมโดยกลศาสตร์การแตกร้าวอย่างชัดเจน (เช่น การวิบัติเฉือนล้วนของคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็ก การแพร่กระจายที่ไม่เสถียรของรอยแตกร้าวหลักเดี่ยว เป็นต้น)

สรุปได้ว่า แบบจำลองของคุณต้องสอดคล้องกับนิยามของคอนกรีตเสริมเหล็กตามที่นำเสนอในมาตรฐานสากล ปฏิบัติตามกฎการจัดวางเหล็กเสริมและรับผลลัพธ์ที่ถูกต้อง

สภาวะขีดจำกัดสูงสุด

การคำนวณและการตรวจสอบตามมาตรฐานทั้งหมดถูกนำไปใช้สำหรับ ULS เท่านั้น นิยามของวัสดุและวิธีการคำนวณเองต้องแตกต่างกันสำหรับ SLS คุณสามารถเห็นความแตกต่างนี้ใน Detail 2D 

การอ่อนตัวจากแรงอัด

ก่อนอื่น ขอให้เรากำหนดว่าการอ่อนตัวจากแรงอัดคืออะไร: Concrete ที่รับแรงอัดจะสูญเสียกำลังและความแข็งเกร็งเมื่อมีรอยแตกร้าวจากแรงดึงอย่างหนักในเวลาเดียวกัน กล่าวคือ เมื่อมีความเครียดดึงตามขวางขนาดใหญ่

ในกรณีที่ความต้านทานถูกควบคุมโดยค้ำยันรับแรงอัด (แนวทแยงรับแรงอัด) ที่ผ่าน Concrete ที่มีรอยแตกร้าวอย่างหนัก Detail 3D มีแนวโน้มที่จะประเมินกำลังสูงเกินไป (กล่าวคือ ไม่อนุรักษ์นิยมเล็กน้อย) หากตีความผลลัพธ์โดยตรงว่าเป็นกำลังสูงสุดที่แท้จริง

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ โมดูล 3D จึงเหมาะสำหรับใช้ตรวจสอบกำลังของการยึดในบล็อกคอนกรีตเสริมเหล็กแบบเรียบง่ายเท่านั้น 

แม้ว่าจะสามารถจำลองได้ เช่น ฐานรากเสาเข็มโดยใช้จุดรองรับบนพื้นที่เล็กน้อย แต่การตรวจสอบไม่น่าเชื่อถือเนื่องจากผลของการเสริมความแข็งมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะในปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเจาะทะลุ สถานการณ์เดียวกันอาจเกิดขึ้นในกรณีของแผ่นพื้นบางที่มีเสาวางอยู่บน และในกรณีที่คล้ายกันอื่นๆ

สำหรับสถานการณ์เหล่านี้ จำเป็นต้องนำการอ่อนตัวของ Concrete มาใช้ ซึ่งปัจจุบันมีเฉพาะในโมดูล 2D เท่านั้น ดังนั้น โมดูล 3D จึงสามารถใช้ได้เฉพาะสำหรับการตรวจสอบการวิบัติที่ผลกระทบนี้ไม่มีอิทธิพล

การตรวจสอบพุก

องค์ประกอบของพุกถูกกำหนดให้สามารถถ่ายแรงดึงหรือแรงอัดตามแนวแกนรวมถึงแรงเฉือน โดยคำนึงถึงความแข็งเกร็งต่อการดัดตามที่อธิบายไว้ใน พื้นฐานทางทฤษฎี 

เรารองรับการตรวจสอบตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง (EN เท่านั้น) ดังนั้น IDEA StatiCa Detail จึงสามารถใช้งานได้อย่างอิสระสำหรับการประเมินพุก (พุก เหล็กเสริม Concrete) 

มาตรฐานที่นำมาใช้: EN 1992-4, EN 1993-1-8, EN 1994-1-1 

สำหรับการตรวจสอบองค์ประกอบจุดต่ออื่นๆ (รอยเชื่อม แผ่นเหล็ก เป็นต้น) คุณต้องใช้ IDEA StatiCa Connection ซึ่งคุณยังสามารถทำการตรวจสอบพุกแบบครบถ้วนสำหรับคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็กได้ด้วย การยึดใน Connection — พร้อมกับแรงที่กระทำ — สามารถส่งออกใน Detail เพื่อการออกแบบเหล็กเสริมเพิ่มเติม

สำหรับมาตรฐาน ACI และออสเตรเลีย การตรวจสอบตามมาตรฐานของพุกในแรงเฉือนและในแรงเฉือนและแรงดึงยังไม่ได้นำมาใช้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ทั้งสองแอปพลิเคชันเสมอสำหรับการตรวจสอบตามมาตรฐานอย่างครบถ้วนของพุก

การพลิกคว่ำ

หากการป้อนแรงกระทำทำให้แบบจำลองพลิกคว่ำ แบบจำลองจะคำนวณต่อไปจนกว่าจะเกิดการไม่ลู่เข้าหรือถึงเกณฑ์ที่กำหนด ซึ่งมักใช้เวลานานและคุณจะได้รับผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:

เปอร์เซ็นต์ของแรงกระทำที่ถ่ายได้จะแสดงขึ้น นอกจากนี้ ใน Auxiliary results จะแสดงการเสียรูปสูงสุด

วิธีแก้ปัญหาเบื้องต้น: แนะนำให้คำนวณแบบจำลองใดๆ ก่อนโดยตั้งค่า Multiplier of default mesh size ให้มีค่าสูง (4-5) ตัวคูณนี้สามารถพบได้ใน Settings -> Mesh settings การคำนวณจะรวดเร็วและคุณจะสามารถดูได้ว่าการพลิกคว่ำเป็นปัญหาหรือไม่

จำเป็นต้องตรวจสอบว่าน้ำหนักตัวเองของบล็อก Concrete รวมอยู่ด้วยหรือไม่ เนื่องจากสามารถป้องกันไม่ให้แบบจำลองพลิกคว่ำได้ โปรดทราบว่าเมื่อนำเข้าจาก Connection application น้ำหนักตัวเองจะไม่ถูกป้อนเข้าสู่แบบจำลองโดยอัตโนมัติ — ดูรายละเอียดในข้อความด้านล่าง

ข้อจำกัดของการนำเข้าจาก Connection

การสัมผัส

โดยทั่วไป การนำเข้าแรงที่กระทำบนแผ่นฐานผ่านการสัมผัสกับแผ่นเหล็กอื่นไม่ได้รับการรองรับ ซึ่งใช้กับทั้งประเภทการสัมผัสแบบขอบ-พื้นผิวและพื้นผิว-พื้นผิว อ่านเพิ่มเติม ในบทความนี้

การยึดโดยชิ้นส่วน

เฉพาะแบบจำลองที่ยึดผ่านแผ่นฐานเท่านั้นที่สามารถนำเข้าสู่ Detail application ได้อย่างถูกต้อง สำหรับแบบจำลองที่ชิ้นส่วนเชื่อมต่อกับบล็อก Concrete โดยตรง แผ่นเชื่อมต่อของชิ้นส่วนที่มีพุกจะถูกนำเข้าโดยไม่มีแรงกระทำ

น้ำหนักตัวเองไม่ถูกเพิ่มโดยอัตโนมัติ

น้ำหนักตัวเองไม่ได้ถูกคำนวณ/เพิ่มโดยอัตโนมัติ จะต้องรวมไว้ในโครงการสำหรับ Detail ด้วยตนเอง ซึ่งส่วนใหญ่อาจส่งผลต่อการตรวจสอบการยึดกับฐานราก ซึ่งการไม่คำนึงถึงน้ำหนักตัวเองอาจทำให้ฐานรากพลิกคว่ำตามที่กล่าวถึงในย่อหน้าข้างต้น

ประเภทการยึดที่ไม่รองรับสำหรับการส่งออก

พุกงอไม่ได้รับการรองรับใน Detail จะใช้แผ่นรองแทนในไฟล์ที่ส่งออก

แผ่นรองถูกจำลองเป็นองค์ประกอบแผ่น-เปลือกที่ติดกับก้านพุกโดยตรง ถ่ายแรงไปยัง Concrete ผ่านการสัมผัสแรงอัดเท่านั้น แผ่นเองถูกจำลองเชิงเส้น โดยไม่มีพลาสติกซิตี้ และไม่ถูกตรวจสอบความต้านทาน เนื่องจากก้านมีแรงยึดเหนี่ยวเป็นศูนย์ แรงทั้งหมดจึงถ่ายไปยัง Concrete ผ่านแผ่นรอง ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับประเภทพุกสามารถพบได้ในบทความ: นิยามพุกเดี่ยว

การรวมกันที่ไม่รองรับสำหรับประเภทพุก

Detail app ไม่รองรับการรวม Headed stud หรือเหล็กเสริมกับประเภทพุกอื่นๆ ประเภทพุกเหล่านี้จะไม่รวมอยู่ในผลลัพธ์ ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวเลือกแผ่นสามารถพบได้ในบทความ: ตัวเลือกแผ่นยึด

การรวมกันของแรงกระทำที่นำเข้าและแรงกระทำที่ผู้ใช้ป้อน

แรงกระทำที่นำเข้าและแรงกระทำที่ผู้ใช้ป้อนไม่สามารถรวมกันภายในแบบจำลองเดียวได้ เนื่องจากเหตุผลที่อธิบายไว้ใน พื้นฐานทางทฤษฎี พุกถูกนำเข้าโดยไม่เชื่อมต่อกับแผ่นฐาน หากคุณสร้างกรณีแรงกระทำที่ผู้ใช้กำหนด เป็นที่ชัดเจนว่าแรงกระทำจะไม่ถ่ายได้อย่างถูกต้อง

วิธีแก้ปัญหาเบื้องต้น: คัดลอกรายการโครงการที่นำเข้า ลบแรงกระทำที่นำเข้าทั้งหมด เชื่อมต่อพุกทั้งหมดกับแผ่นฐาน จากนั้นคุณสามารถป้อนกรณีแรงกระทำที่ผู้ใช้กำหนดได้

บล็อก Concrete หลายก้อน

รองรับเพียงบล็อก Concrete เดียวใน Detail อย่างไรก็ตาม บล็อก Concrete สามารถปรับแต่งได้โดยใช้ Negative volume, Cutting plane และการดำเนินการ Cut ดังนั้นจึงสามารถจำลองรูปทรงที่ซับซ้อนกว่าได้ เช่น ฐานรองรับ ส่วนขยายแถบฐานราก การยึดถัดจากช่องเปิด เป็นต้น

นอกจากนี้ยังสามารถนำเข้าบล็อก Concrete อิสระสองก้อนจาก Connection ซึ่งถูกนำเข้าสู่ Detail เป็นสองเอนทิตีของแบบจำลองที่สามารถปรับแต่งเพิ่มเติมได้โดยใช้การดำเนินการ Cut 

แผ่นฐานมากกว่าหนึ่งแผ่นในบล็อกเดียว 

การส่งออกแผ่นฐานหลายแผ่นในบล็อกเดียวได้รับการรองรับ แม้ว่าจะไม่แนะนำให้นำเข้าสิ่งที่เรียกว่าการยึดที่ขอบ

ใน Connection application Concrete ถูกจำลองในลักษณะที่เรียบง่ายโดยใช้ฐานรองรับของ Winkler ในทางกลับกัน แบบจำลองของส่วนเหล็กเหนือบล็อก Concrete ถูกจำลองอย่างละเอียด รวมถึงพลาสติกซิตี้ของวัสดุ สำหรับการตรวจสอบคอนกรีตเสริมเหล็กใต้แผ่นฐานอย่างละเอียดมากขึ้น สามารถส่งออกแผ่นฐาน พุก และแรงกระทำไปยัง Detail application ได้ ซึ่งที่นั่น Concrete จะถูกจำลองแบบพลาสติก 

พุกถูกส่งออกโดยไม่เชื่อมต่อตามแนวแกน และแรงกระทำระหว่างพุกถูกแทนที่ด้วยคู่แรงที่เท่ากันแต่ตรงข้ามกัน (โดยเฉพาะเนื่องจากการขาดความแข็งเกร็งของส่วนเหล็กเหนือแผ่นฐาน) ดังนั้นจึงไม่สามารถเปลี่ยนแปลงแรงตามแนวแกนในพุกได้หากชั้นคลุมที่มุมของบล็อก Concrete เกิดพลาสติก ในทำนองเดียวกัน รอยเชื่อมของแผ่นฐานถูกส่งออกโดยไม่เชื่อมต่อ โดยการเชื่อมต่อถูกแทนที่ด้วยแรงที่เท่ากันแต่ตรงข้ามกัน ดังนั้นจึงไม่สามารถเปลี่ยนแปลงความเค้นบนรอยเชื่อมได้ในกรณีที่มุม Concrete เกิดพลาสติก 

จากนี้ หลังจากการส่งออก แม้ว่าแรงกระทำทั้งหมดที่กระทำบนแผ่นฐานจะอยู่ในสมดุล แต่เงื่อนไขการเสียรูปจะไม่เป็นไปตามที่กำหนด 

ใช้กับเวอร์ชันปัจจุบัน 25.1.2 อาจแตกต่างในเวอร์ชันก่อนหน้า เนื่องจากเรากำลังค่อยๆ ดำเนินการเพื่อลบข้อจำกัดเหล่านี้ คุณสามารถพบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแต่ละเวอร์ชันได้ใน บันทึกการเผยแพร่