IDEA StatiCa presenta Detail (3D Beta) para resolver tareas 3D, como el anclaje en bloques de hormigón. La solución le permite realizar el cálculo sin simplificar en exceso y obtener comprobaciones basadas en el Estado Límite Último (ELU). El método implementado en IDEA Statica Detail (3D Beta) se basa en el ya probado Método de Campo de Tensión Compatible, el cual fue ajustado para poder resolver problemas 3D (tensión triaxial). Además, el elemento básico se modifica a la tercera dimensión. El bloque macizo es el elemento básico que representa el hormigón y se puede deformar en las tres direcciones. Para hacer posible la creación de un modelo complejo para zapatas, hemos implementado entidades como soporte de superficie, placa base, anclajes y más. Todas estas entidades se describen, así como su funcionalidad, en el siguiente artículo.
La forma del bloque sólido
El bloque de hormigón se puede modelar gracias al tipo de barra denominado "Bloque macizo", cuya geometría se puede definir de dos maneras:
- Forma rectangular – Esta opción es adecuada para definir la zapata con una base rectangular y altura constante. La definición de desfases para todos los lados del bloque también permite modelar zapatas inclinadas.
- Base poligonal con una altura definida : la segunda opción para definir una forma de zapata es la definición de la forma base como un polígono general. Sin embargo, no es posible crear zapatas inclinadas como se describe en la opción anterior.
Soportes de superficie
El soporte de superficie es el único tipo de soporte posible que se puede definir para el modelo sólido. Hay dos opciones para la definición de la forma: se puede definir para toda la superficie o como un área general cuyo contorno está determinado por la polilínea.
La ventaja del soporte superficial es la posibilidad de definir la rigidez y establecer un comportamiento no lineal que simula el contacto con el suelo. Los apoyos definidos por la forma general (polilínea) se pueden utilizar para simular pilotes.
Dispositivos de transferencia de carga
Especialmente para el anclaje, se desarrollaron dos entidades para transferir cargas:
- Placa base : la forma de la placa base se puede definir como un rectángulo o una polilínea general. La placa base se puede modelar con la parte de la columna (opción "Transferencia de carga – Pilar") o sin la columna (opción "Transferencia de carga – Fuerzas"). Cuando se selecciona la opción "Transferencia de carga – Fuerzas", la carga definida se aplica directamente a la placa base. Cuando se define la columna de acero (por su sección transversal y longitud), la carga se aplica a la parte superior de la columna y su rigidez ayuda a distribuir la tensión correctamente a la placa base.
- Anclaje simple : un solo anclaje es un elemento 1D que permite la transferencia de carga axial. El anclaje se puede interconectar automáticamente con la placa base o se puede cargar directamente con la carga puntual*.
*Hay varias limitaciones para los anclajes en BETA.
El anclaje solo transmite compresión y tensión. El cortante, si se importa de Connection, se transfiere por fricción entre el bloque de hormigón y la placa base. Solo se puede aplicar fuerza axial al anclaje.
Hay dos tipos diferentes de anclajes disponibles en la aplicación Detail:
- Fundición in situ – Refuerzo
- Anclaje adhesivo
Para el anclaje adhesivo, hay otro parámetro que entra en el análisis: la fuerza de unión. Este valor se establece de forma predeterminada en 2 MPa y debe ser ajustado por el usuario de acuerdo con la información de la hoja de datos del fabricante del anclaje.
Cargas
Agregar un grupo de fuerzas y carga superficial es esencial para facilitar su uso. En total, admitimos tres tipos de carga:
- Carga superficial : la carga superficial se puede aplicar a cualquier superficie de hormigón. Se puede aplicar a toda la superficie o solo en su parte sobre un área determinada, que está determinada por su contorno (polilínea).
- Carga puntual
- Grupo de fuerzas : un grupo de fuerzas es una entidad que define varias cargas puntuales que actúan como un grupo. Se puede aplicar sobre la placa base o sobre la superficie de hormigón. Este tipo de carga se puede utilizar para simular fuerzas en soldaduras que transfieren tensiones de la columna a la placa base.
Refuerzo
Se desarrolló un nuevo tipo de refuerzo, que permite reforzar suficientemente el refuerzo de una zapata. Un grupo de barras proporciona varias opciones para la definición de las armaduras:
- Por dos puntos
- En el borde de la superficie – En el borde de la superficie – se crea una capa de refuerzo paralela a la superficie seleccionada. El usuario define varias barras en una capa y un número de capas paralelas a la superficie seleccionada.
- En el borde de la superficie o más bordes : en el borde de la superficie o más bordes permiten el modelado de capas de armadura con una forma compleja (curva plana relacionada con cualquier superficie de hormigón). Por lo tanto, la capa está determinada por una sola armadura. Sin embargo, se pueden definir varias capas paralelas. La cubierta de hormigón se puede definir de forma independiente para cada borde. Esta es la mejor opción para modelar estribos.
- En polilínea
Resultados
Dentro de la pestaña de resultados, descubrirá tres evaluaciones fundamentales de acuerdo con ELU (Estado Límite Último).
Los resultados de las tensiones y deformaciones en el hormigón y la armadura se presentan en la sección "Resistencia". La tensión de enlace y los valores relacionados se encuentran en la comprobación "Anclaje". Un valor muy importante de la deformación no lineal se presenta en la comprobación "Auxiliar".
Limitaciones de la versión 3D BETA
El objetivo de la versión BETA lanzada es dar a nuestros usuarios la oportunidad de familiarizarse con ella, probar la solución y darnos su opinión. Para aclarar las expectativas de la versión BETA de 3D Detail, existen algunas limitaciones en la versión actual:
- No hay transferencia de fuerza cortante en los anclajes: el cortante se transfiere solo por fricción entre la placa base y la superficie del bloque de hormigón.
- Los resultados del análisis y las comprobaciones de código se limitan a ELU (estado límite último)
- El tiempo de cálculo de un solo modelo de un bloque de hormigón y una placa base con una grilla de anclaje puede tardar hasta 10 minutos
- Las secciones para la visualización de resultados estarán disponibles en BETA 2
La solución 3D para Detail está siendo sometida a un intenso proceso de desarrollo y verificación. Con la versión 24.0, se lanza la primera BETA de 3D Detail, la BETA 2 se espera para julio de 2024 con mejoras en la interpretación de los resultados, reduciendo la lista de limitaciones actuales y trayendo características adicionales. La BETA de 3D Detail se transferirá a la versión ALPHA después de completar un proceso de verificación exhaustivo y se lanzará con la versión 24.1.
Descripción del modelo y verificaciones
Para obtener más información sobre el modelo analítico de Detail 3D, lea el artículo de antecedentes teóricos:
Además, las primeras verificaciones del modelo 3D Detail y los resultados se han publicado en los siguientes artículos:
Además, puede consultar los artículos de antecedentes teóricos detallados que son tanto para modelos 2D como 3D con respecto a los elementos finitos y la interpretación de los resultados de ELU:
Nota: Actualmente, las comprobaciones de código en 3D Detail solo son para el Eurocódigo (EN).