Upozorňujeme, že tento reálný návrh používá optimalizovanou geometrii, která může vyvolat standardní varování EN týkající se konstrukčních zásad. Původní parametry zachováváme pro autenticitu. Viz obrázek níže.
Pokud chcete přeskočit návrh přípoje a přejít přímo k analýze Detail 3D, stáhněte si soubor Detail 3D a pokračujte na Kapitolu 5.
1 Nový projekt
Spusťte IDEA StatiCa Connection. Vše začíná na záložce Ocel.
Upravte výchozí nastavení pro Materiály, poté klikněte na Vytvořit prázdný návrh.
2 Návrh
Po vytvoření prázdného návrhu změňte průřez prvku na UB 610 x 305 x 238.
Nyní přidejte další výrobní operaci a vyberte Základní plech.
Pokračujte další operací a zvolte Šroubový rastr nebo Kontakt pro vytvoření trnů s hlavou.
Přidejte další Šroubový rastr nebo Kontakt pro vytvoření kotevních výztuží.
Změňte natočení výztuže v operaci GRD2 výběrem možnosti Editor.
Přidejte výztužný plech.
Přivařte výztužný plech k základnímu plechu pomocí operace Obecný svar nebo kontakt.
Přidejte operaci Odříznutí prvku.
Přidejte poslední operaci v přípoji, Šroubový rastr nebo Kontakt.
Změňme parametr Síly v pro nastavení polohy kloubu.
Zadejte vnitřní síly pro kotvení.
- Poznámka: Pro tento návrh nosníku použijeme pouze smykové zatížení. Pro zjednodušení tutoriálu byla vyloučena síla při přivázání z mimořádné kombinace MSÚ, která byla v reálném projektu uvažována.
3 Posouzení
Přepněte na kartu Posouzení -> Vypočítat. Posouzení podle normy prokáže způsob porušení na kotvách. Ve výchozím nastavení se předpokládá, že betonový blok je porušený trhlinami.
Prozkoumejme výsledky. Vyberte Ekvivalentní napětí, Síla ve šroubu, Síť, Deformovaný a Kotvy.Tabulka obecně ukazuje, které kotvy vyhovují a které nevyhovují.
Nyní si projdeme podrobnosti nevyhovujících kotev, abychom zjistili, která posouzení podle normy jsou vyhovující a která nevyhovující.
Důvod nevyhovění posouzení kotev:
- Podle EN 1992-4, čl. 1.2(4) je návrh skupin kotev obsahujících různé typy kotev mimo rozsah normy. V důsledku toho posouzení podle normy ve výchozím nastavení nevyhoví. Pro správné ověření této konfigurace je nutná podrobná analýza pomocí modulu 3D Detail.
- Toto omezení lze snadno vyřešit v Detail 3D, který využívá metodu CSFM, jež nahrazuje zjednodušené analytické posouzení v přípoji důkladnou 3D analýzou napětí a přetvoření.
Doplňková výztuž (EN 1992-4 – 7.2.1.9; 7.2.2.6):
- Analytické posouzení podle normy nevyhoví pro betonový kužel, což vyžaduje doplňkovou výztuž pro přenos plného tahového (356,3 kN) a smykového (400,0 kN) zatížení. To je kritické z důvodu „smíšené" konfigurace kotev.
- Toto omezení lze snadno vyřešit v Detail 3D pro potvrzení účinnosti výztuže. Při ručním posouzení předpokládejte nulovou únosnost betonu a zajistěte, aby plocha výztuže pokryla celkové uváděné síly.
Hloubka zakotvení (EN 1992-1-1 – rovnice 8.6)
- Varování ohledně nedostatečné hloubky zakotvení se zobrazuje proto, že tento tutoriál představuje reálný příklad s tenkou stěnou a mělkými kotvami. Konstrukční spolehlivost návrhu je dále prokázána v aplikaci Detail.
4 Export
Předpoklady pro export:
- Model musí být vypočítán a výsledky musí být zahrnuty.
Přejděte na kartu Posouzení -> Posouzení ŽB -> Uložit.
Export je povolen pouze pro topologii kotvení. Export umožňuje přenos:
- Betonového bloku
- Kotev
- Základního plechu
- Zatížení
Doplňující informace a parametry, které jsou nastaveny podle odpovídajících nastavení v přípoji:
- Přenos smyku (prostřednictvím kotev, smykových trnů a tření)
- Materiál
- Typ kotvení: Dodatečně osazené (lepené) / Zabetonované
- Typ kotvení na konci: Podložka / Přímé / Hák / Trn s hlavou
- Součinitel tření
5 Návrh
Tato část umožňuje upravit prvky, podpory, zatížení a kombinace a přidat sestavu výztuže.
Podpora
V tomto příkladu je přípoj ukotven ke stěně, která je spojitá ze všech stran. Pro takovéto dílčí modely používáme tuhé podpory s průběžnou výztuží. Toto nastavení simuluje spojitost stěny a umožňuje přenos tahu i přes nastavení pouze pro tlak, aniž by bylo nutné definovat složité tuhosti.
Aplikujme podpory na model:
Přenosová zařízení
Kotvy jsou importovány z IDEA StatiCa Connection. Protože návrh používá dva různé typy kotev, oddělíme přenos zatížení, aby bylo zajištěno bezpečné a předvídatelné chování. Tento přístup je v souladu se standardní britskou inženýrskou praxí pro řešení omezení EN 1992-4 (čl. 1.2(4)), které vylučuje smíšené skupiny kotev ze standardního rozsahu normy.Přiřazením smyku a tahu ke konkrétním skupinám kotev vytváříme ověřenou silovou cestu v souladu s bezpečnostními požadavky.
Kotvy SF1 – SF6: Aktivujte Aktivní pro přenos smyku a deaktivujte Aktivní pro přenos osových sil.
Kotevní výztuže SF7 – SF10: Proveďte opak – deaktivujte Aktivní pro přenos smyku a aktivujte Aktivní pro přenos osových sil
Pokud byste navrhovali patku od začátku v aplikaci Detail, obě možnosti by byly ve výchozím nastavení aktivovány. Při přenosu smyku musíte určit, které kotvy budou odolávat síle, a odpovídajícím způsobem je vybrat. To je v souladu s požadavky EN, které stanovují, že smyk by měl být přiřazen pouze kotvám účinným pro posouzení porušení betonového okraje.
Výztuže
Zvětšeme výšku a šířku betonového bloku. To poskytuje přehlednější pohled na model a umožňuje nám sledovat úplný průběh napětí podél výztuží.
Nastavte Krytí betonu na 30 mm; tato hodnota bude sloužit jako výchozí pro výztuž. Dále nastavte výchozí Typ kotvení pro podélné pruty a třmínky.
Před definováním výztuže deaktivujte tlačítko Pruty. Tím zajistíte, že bude viditelná pouze konkrétní skupina prutů, kterou právě vybíráte, a pohled zůstane přehledný a nepřeplněný.
Dále vložte novou Skupinu prutů 3D (nebo zkopírujte stávající) pro vytvoření průběžné podélné vodorovné výztuže (hlavní výztuž na obou površích).
Zduplikujte operaci pro přidání průběžné svislé výztuže na obou površích a upravte nastavení podle obrázku níže.
Podle statických výpočtů není mimo smykový obvod vyžadována dodatečná smyková výztuž.Proto se následující kroky zaměřují výhradně na vytvoření smykové výztuže v rámci smykového obvodu na základě původního návrhu.
Přidejte další položku opětovným výběrem Sestava výztuže > Skupina prutů 3D a upravte vlastnosti.
Zduplikujte operaci GB3D3 a aktualizujte níže uvedené možnosti pro definování smykové výztuže.
Pokračujte zkopírováním operace GB3D4 a změňte parametry.
Nyní zkopírujte operaci GB3D5 a upravte její nastavení tak, aby splňovalo požadavky smykového obvodu.
Znovu použijte operaci GB3D3 zkopírováním a úpravou hodnot.
Zkopírujte operaci GB3D7 a změňte možnosti.
Vytvořte další kopii operace GB3D5 a proveďte níže uvedené změny.
Nakonec zkopírujte operaci GB3D9 a aktualizujte poslední možnosti výztuže.
Nyní definujme konstrukční smykovou výztuž. Přestože není vyžadována statickým výpočtem – protože samotný beton v tomto konkrétním případě vyhoví posouzení smykové únosnosti – stále musíme dodržovat standardní konstrukční zásady. Kromě toho IDEA StatiCa Detail vyžaduje, aby model přesně odrážel reálné rozmístění výztuže.
- Poznámka: Z výpočetního hlediska je definování této výztuže v aplikaci Detail nezbytné. Jak je uvedeno v Teoretickém základu metody CSFM a také zmíněno v Kaufmannově knize o CSFM.
Vytvořte další kopii operace GB3D11 a proveďte níže uvedené změny.
Zkopírujte operaci GB3D12 a změňte možnosti.
Nakonec zkopírujte operaci GB3D13 a aktualizujte poslední možnosti výztuže.
Zatížení a kombinace
Kombinace jsou převzaty z IDEA StatiCa Connection. Všechny důsledky importu jsou uvedeny
v tomto článku.
Přidejme Vlastní tíhu:
Vytvořte kombinaci s vlastní tíhou a přidejte součinitel pro vlastní tíhu = 1,35 podle normy
EN 1991-1-1
6 Posouzení
Před spuštěním analýzy důrazně doporučujeme změnit Multiplikátor sítě na 2 nebo 3 pro urychlení výpočtu. Tento krok není povinný, ale výrazně zkracuje výpočetní čas a pomáhá včas odhalit potenciální problémy s divergencí.Pokud analýza proběhne bez problémů, můžete poté vrátit Multiplikátor sítě na 1 pro konečné výsledky.
Výsledky
Ekvivalentní hlavní napětí
Ekvivalentní hlavní napětí (EPS) v betonu je stanoveno na základě trojosého chování betonového bloku. Oblasti s nejvyšším zatížením jsou identifikovány a zvýrazněny. Pro přehled o vlivu sevření ve srovnání s jednoosým tlakem je ekvivalentní napětí vypočítáno pomocí faktoru kappa.
Plastické přetvoření
Pro prozkoumání vnitřního chování betonového bloku přepněte do zobrazení Plastické přetvoření (εpl). Pomocí tlačítka + Nový vytvořte Řezy a upravte jejich Definici roviny (polohu a natočení) v okně vlastností pro řez kritickými oblastmi. Tím se zvýrazní místa, kde beton prochází plastickým přetvořením. Tato zobrazení můžete uložit do Galerie pro konečnou Zprávu. Více informací je k dispozici v tomto článku.
Napětí ve výztuži
Výsledky zobrazují poměr σs / σs; yield (napětí k mezi kluzu), přičemž nejvíce využité pruty jsou identifikovány pomocí barevné škály. Podrobné hodnoty napětí, přetvoření a využití pro všechny skupiny prutů jsou uvedeny na záložce Výztuž.
Podobné podrobné výsledky jsou k dispozici také pro kotvy.
Kotvení
Zkontrolujte nastavení Kotvení a aktivujte Celkovou sílu v kotvách (Ftot). Síly v kotvách se mohou mírně lišit v důsledku rozdílů ve výpočetních přístupech pro betonový blok. Rozdíly však nejsou významné.
Záložka Kotvení ověřuje soudržnost mezi výztuží a betonem. Zajišťuje, že poskytnutá délka kotvení je dostatečná pro přenos sil. Posouzení porovnává skutečné napětí v soudržnosti (τb) s mezní pevností v soudržnosti (fbd) pro zabránění vytažení. Tyto výsledky lze zobrazit samostatně pro výztuž a kotvy.
Deformace
Přepněte na záložku Pomocné a zapněte Deformaci. Přestože limity deformací nejsou předepsány pro MSÚ (mezní stav únosnosti), přezkoumání deformovaného tvaru je důležitou kontrolou správnosti. Zajišťuje, že model je stabilní a nevykazuje nerealistické posuny nebo natočení (např. v důsledku odpojených prvků). Tato vizuální kontrola pomáhá rychle identifikovat případné problémy s modelováním.
7 Zpráva
Nakonec přejděte na Zpráva -> Podrobná -> Generovat. IDEA StatiCa nabízí plně přizpůsobitelnou zprávu k vytištění nebo uložení v editovatelném formátu.
Provedli jste kompletní návrhové posouzení podle EN 1993-1-8 (ocelové spoje), EN 1992-4 (kotvy) a EN 1992-1-1 (betonové konstrukce).Ocelový spoj a kotvení byly ověřeny v IDEA StatiCa Connection, zatímco celistvost betonového bloku a výztuž byly analyzovány v IDEA StatiCa Detail pomocí metody CSFM v souladu s EN 1992-1-1.