Detail 3D için bilinen sınırlamalar

Giriş

Bu metnin başında, uygulamanın ne için tasarlandığını tanımlayalım. Mevcut sürümde, yalnızca çelik yapıların basit betonarme bloklara ankrajlanması için araçlar geliştirilmiş ve çözüm doğrulanmıştır. 

Aşağıdaki metin iki bölüme ayrılmıştır: uygulamanın ve yöntemin kendisinin sınırlamaları ile IDEA StatiCa Connection'dan içe aktarmanın sınırlamaları.

Uygulamanın sınırlamaları

Betonarme

3D CSFM, grobeton veya az donatılı betonarme için tasarlanmamıştır. Bu durumda, hesap sonucu yanıltıcı sonuçlara veya doğrusal olmayan hesabın ıraksımasına yol açabilir. 

Daha fazla bilgi için Teorik arka plan bölümünü okuyabilirsiniz.

Uygulamada yalnızca betonarme elemanların modellenmesi gerektiğinin temel nedeni, betonun çekme dayanımının ihmal edilebilir düzeyde olmasıdır. Bu nedenle tüm çekme gerilmesi donatı tarafından taşınmalıdır.

İkinci neden şudur: IDEA StatiCa Detail 3D'de kırılma mekaniği kullanılmamaktadır. Model, açık çatlak yayılımını simüle etmez ve betonun kırılma mekaniği parametrelerini (G_f, K_IC, kırılma yüzeyi şekli) kullanmaz. Beton, basınçta yatay plastik dala sahip sünek bir malzeme olarak modellenir; sınır basınç gerilmesine ulaşıldığında gerilme sabit kalır ve yalnızca gerinim öngörülen sınıra kadar artmaya devam eder. Sonuç olarak, Detail 3D, D-bölgelerindeki gerilme ve gerinim plastik yeniden dağılımını yakalayabilir; ancak kırılma mekaniği tarafından yönetilen gevrek göçme mekanizmalarını (örneğin, grobeton saf kesme göçmesi, tek bir baskın çatlağın kararsız yayılımı vb.) açıkça modellemez.

Özetle, modelleriniz uluslararası standartlarda sunulan betonarme tanımına uygun olmalıdır. Detaylandırma kurallarına uyun ve doğru sonuçlar elde edin.

Taşıma Gücü Sınır Durumu

Tüm hesaplar ve yönetmelik kontrolleri yalnızca ULS için uygulanmaktadır. Malzemelerin tanımı ve hesap yönteminin kendisi SLS için farklı olmalıdır. Bu farkı Detail 2D'de görebilirsiniz. 

Basınç yumuşaması

Öncelikle basınç yumuşamasının ne olduğunu tanımlayalım: Basınç altındaki beton, aynı anda çekmede yoğun biçimde çatladığında, yani büyük enine çekme gerinimi mevcut olduğunda dayanım ve rijitliğini kaybeder.

Dayanımın, yoğun biçimde çatlamış beton içinden geçen bir basınç çubuğu (basınç diyagonali) tarafından belirlendiği durumlarda, Detail 3D sonucu doğrudan gerçek nihai kapasite olarak yorumlandığında kapasiteyi hafifçe fazla tahmin etme (yani hafifçe güvensiz tarafta kalma) eğilimindedir.

Bu nedenlerle, 3D modül yalnızca basit betonarme bloklardaki ankrajın dayanımını doğrulamak için kullanılmaya uygundur. 

Küçük bir alan üzerindeki mesnetler kullanılarak örneğin bir kazık başlığının modellenmesi mümkün olsa da, özellikle zımbalama ile ilgili problemlerde yumuşama etkisi belirgin hale geldiğinden doğrulama güvenilir değildir. Aynı durum, üzerine kolon yerleştirilmiş ince bir döşeme plağı ve benzeri diğer durumlarda da ortaya çıkabilir.

Bu durumlar için, şu anda yalnızca 2D modülde mevcut olan beton yumuşamasının uygulanması gerekmektedir. Bu nedenle, 3D modül yalnızca bu etkinin herhangi bir etkisinin olmadığı göçme durumlarının kontrolü için kullanılabilir.

Ankraj kontrolü

Ankraj elemanı, Teorik arka plan bölümünde açıklandığı üzere eğilme rijitliği de dikkate alınarak hem normal çekme veya basınç kuvvetlerini hem de kesme kuvvetlerini aktarabilecek şekilde tanımlanmıştır. 

İlgili standartlara (yalnızca EN) göre yönetmeliğe dayalı kontroller desteklenmektedir; bu nedenle IDEA StatiCa Detail, ankraj değerlendirmesi (ankrajlar, donatı, betonarme) için bağımsız olarak kullanılabilir. 

Uygulanan yönetmelikler: EN 1992-4, EN 1993-1-8, EN 1994-1-1 

Diğer birleşim bileşenlerinin (kaynaklar, plakalar vb.) doğrulanması için IDEA StatiCa Connection kullanmanız gerekmektedir; burada grobeton için tam ankraj kontrolü de gerçekleştirebilirsiniz. Connection'daki ankraj, uygulanan kuvvetlerle birlikte donatı ek tasarımı için Detail'e aktarılabilir.

ACI ve Avustralya yönetmeliği için ankrajların kesmedeki ve kesme ile çekmedeki yönetmelik kontrolleri henüz uygulanmamıştır; bu nedenle ankrajların kapsamlı yönetmelik kontrolleri için her iki uygulamanın da kullanılması her zaman gereklidir.

Devrilme

Yük girişi modelin devrilmesine neden olursa, model ıraksama veya bir kriterin sağlanmasına kadar hesap yapmaya devam eder. Bu genellikle uzun sürer ve aşağıdaki sonucu alırsınız:

Aktarılan yükün yüzdesi görüntülenir. Ayrıca Yardımcı sonuçlarda aşırı deformasyon gösterilir.

Geçici çözüm: Herhangi bir modeli önce varsayılan mesh boyutu Çarpanı yüksek bir değere (4-5) ayarlanmış olarak hesaplamanız önerilir. Bu çarpan Ayarlar -> Mesh ayarları bölümünde bulunabilir. Hesap hızlı olacak ve devrilmenin sorun olup olmadığını görebileceksiniz.

Betonarme bloğun öz ağırlığının dahil edilip edilmediğini kontrol etmek gerekmektedir; zira bu, modelin devrilmesini önleyebilir. Connection uygulamasından içe aktarma yapılırken öz ağırlığın modele otomatik olarak girilmediğini unutmayın — ayrıntılar için aşağıdaki metne bakın.

Connection'dan içe aktarmanın sınırlamaları

Temas yüzeyleri

Genel olarak, taban plakasına başka bir çelik plaka ile temas yoluyla etkiyen kuvvetlerin içe aktarılması desteklenmemektedir. Bu durum hem kenar-yüzey teması hem de yüzey-yüzey temas türleri için geçerlidir. Daha fazla bilgi için bu makaleyi okuyun.

Eleman ile ankrajlama

Yalnızca taban plakası aracılığıyla ankrajlanan modeller Detail uygulamasına doğru şekilde aktarılabilir. Elemanların doğrudan betonarme bloklara bağlandığı modellerde, elemanın ankrajlı bağlantı plakası yükler olmadan içe aktarılır.

Öz ağırlık otomatik olarak eklenmez

Öz ağırlık otomatik olarak hesaplanmaz/eklenmez. Detail projesi için manuel olarak dahil edilmelidir. Bu durum özellikle temellere ankrajlamanın doğrulanmasını etkileyebilir; öz ağırlığın dikkate alınmaması, yukarıdaki paragrafta belirtildiği gibi temelin devrilmesine yol açabilir.

Dışa aktarma için desteklenmeyen ankraj türleri

Kancalı ankrajlar Detail'de desteklenmemektedir. Dışa aktarılan dosyada bunun yerine pul levhası kullanılacaktır.

Pul levhası, ankraj gövdesine doğrudan bağlı bir plak-kabuk elemanı olarak modellenir ve yükü yalnızca basınç teması yoluyla betona aktarır. Plakanın kendisi plastisitesiz, doğrusal olarak modellenir ve dayanım kontrollerine tabi tutulmaz. Gövdenin sıfır aderans dayanımına sahip olması nedeniyle tüm yük pul levhası aracılığıyla betona aktarılır. Ankraj türleri hakkında daha fazla bilgi şu makalede bulunabilir: Tekil ankraj tanımı.

Ankraj türleri için desteklenmeyen kombinasyonlar

Detail uygulaması, başlıklı pimlerin veya donatının diğer ankraj türleriyle birleştirilmesini desteklememektedir. Bu ankraj türleri çıktıya dahil edilmeyecektir. Plaka seçenekleri hakkında daha fazla bilgi şu makalede bulunabilir: Ankrajlama plakası seçenekleri.

İçe aktarılan yükler ve kullanıcı tanımlı yüklerin kombinasyonu

İçe aktarılan yükler ve kullanıcı tanımlı yükler tek bir model içinde birleştirilemez. Bunun nedeni Teorik arka plan bölümünde açıklanan nedenlerdir. Ankrajlar, taban plakalarından bağlantısız olarak içe aktarılır. Kullanıcı tanımlı bir yük durumu oluşturursanız, yükün doğru şekilde aktarılmayacağı açıktır.

Geçici çözüm: İçe aktarılan Proje öğesini kopyalayın, tüm içe aktarılan yükleri silin, tüm ankrajları taban plakasıyla birbirine bağlayın ve ardından kullanıcı tanımlı yük durumunuzu girebilirsiniz.

Birden fazla betonarme blok

Detail'de yalnızca tek bir betonarme blok desteklenmektedir. Ancak betonarme blok, Negatif hacim, Kesme düzlemi ve Kesmek işlemi kullanılarak değiştirilebilir. Bu sayede kaideler, temel şerit uzantıları, açıklıkların yanındaki ankrajlama gibi daha karmaşık şekillerin modellenmesi mümkündür.

Connection'dan iki bağımsız betonarme bloğu içe aktarmak da mümkündür; bunlar Detail'e kesmek işlemi kullanılarak daha fazla değiştirilebilen iki model varlığı olarak aktarılır. 

Tek bir blokta birden fazla taban plakası 

Tek bir blokta birden fazla taban plakasının dışa aktarılması desteklenmektedir; ancak sözde kenar ankrajlamanın içe aktarılması önerilmemektedir.

Connection uygulamasında beton, Winkler zemin modeli kullanılarak basitleştirilmiş bir şekilde modellenir. Öte yandan, betonarme bloğun üzerindeki çelik kısmın modeli, malzemelerin plastisitesi de dahil olmak üzere ayrıntılı biçimde modellenir. Taban plakasının altındaki betonarmenin daha ayrıntılı doğrulanması için taban plakası, ankrajlar ve yükler Detail uygulamasına aktarılabilir. Orada beton plastik olarak modellenir. 

Ankrajlar eksenel olarak bağlantısız dışa aktarılır ve aralarındaki yük, eşit ancak zıt kuvvet çiftleriyle değiştirilir (tam olarak taban plakasının üzerindeki çelik kısmın rijitlik eksikliği nedeniyle). Bu nedenle, betonarme bloğun köşesindeki örtü tabakası plastik hale gelse bile ankrajlardaki eksenel kuvvetlerin değişmesi mümkün değildir. Benzer şekilde, taban plakalarının kaynakları da bağlantısız olarak dışa aktarılır ve birleşim eşit ancak zıt kuvvetlerle değiştirilir. Bu nedenle, beton köşenin plastikleşmesi durumunda kaynak gerilmesinde herhangi bir değişiklik olamaz. 

Buradan şu sonuç çıkmaktadır: Dışa aktarmanın ardından, taban plakaları üzerinde etkiyen tüm kuvvetler dengede olsa da deformasyon koşulları sağlanamayacaktır. 

Bu durum mevcut 25.1.2 sürümü için geçerlidir. Söz konusu sınırlamaları kademeli olarak kaldırmaya çalıştığımızdan önceki sürümlerde farklılık gösterebilir. Her sürüm hakkında daha fazla bilgiyi sürüm notlarında bulabilirsiniz.