IDEA StatiCa introduceert Detail (3D Beta) voor het oplossen van 3D-vraagstukken zoals verankeringen in betonpoeren. Met de oplossing kunt u het ontwerp uitvoeren zonder oversimplificatie en controles verkrijgen op basis van de Uiterste grenstoestand (UGT). De methode die geïmplementeerd is in IDEA Statica Detail (3D Beta) is gebaseerd op de reeds beproefde Compatibele Spanningsveldmethode die is aangepast om 3D-problemen (tri-axiale spanning) te kunnen oplossen. Ook is het basiselement aangepast naar de derde dimensie. De betonpoer is het basiselement dat beton voorstelt en kan in alle drie richtingen vervormd worden. Om het mogelijk te maken een complex model voor funderingen te maken, hebben we entiteiten geïmplementeerd zoals oppervlakteondersteuning, voetplaat, ankers en meer. Al deze entiteiten en hun functionaliteit worden beschreven in het volgende artikel.
Vorm van de betonpoer
Betonpoer kan worden gemodelleerd dankzij het elementtype "Betonpoer" waarvan de geometrie op twee manieren kan worden gedefinieerd:
- Rechthoekige vorm - Deze optie is geschikt voor het definiëren van de poer met een rechthoekige basis en constante hoogte. Door offsets te definiëren voor alle zijden van het blok kan ook schuine poer worden gemodelleerd.
- Veelhoekige basis met een gedefinieerde hoogte - De tweede optie voor het definiëren van een poervorm is het definiëren van de basisvorm als een algemene veelhoek. Het is echter niet mogelijk om een schuine poer te maken zoals beschreven in de vorige optie.
Oppervlakteondersteuningen
Oppervlakteondersteuning is het enige mogelijke ondersteuningstype dat gedefinieerd kan worden. Er zijn twee opties voor de vormdefinitie - het kan gedefinieerd worden voor het gehele oppervlak of als een algemeen gebied waarvan de omtrek bepaald wordt door een polylijn.
Het voordeel van oppervlakteondersteuning is de mogelijkheid om stijfheid te definiëren en niet-lineair gedrag in te stellen dat contact met de grond simuleert. Steunen gedefinieerd door een algemene vorm (polylijn) kunnen worden gebruikt om palen te simuleren.
Lastoverdracht
Speciaal voor de verankering werden twee entiteiten ontwikkeld om lasten over te brengen:
- Voetplaat - De vorm van de voetplaat kan worden gedefinieerd als een rechthoek of een algemene polylijn. De voetplaat kan worden gemodelleerd met het deel van de kolom (optie "Lastoverdracht - Kolom") of zonder de kolom (optie "Lastoverdracht - Krachten"). Als de optie "Lastoverdracht - Krachten" is geselecteerd, wordt de gedefinieerde last direct op de voetplaat uitgeoefend. Als de stalen kolom wordt gedefinieerd (door zijn doorsnede en lengte), wordt de last op de bovenkant van de kolom uitgeoefend en helpt zijn stijfheid de spanning correct over de voetplaat te verdelen.
- Enkel anker - Een enkel anker is een 1D-element dat de overdracht van axiale last toelaat. Het anker kan automatisch verbonden worden met de voetplaat of het kan rechtstreeks belast worden door een puntlast*.
* Er zijn verschillende beperkingen voor ankers in BETA.
Het anker brengt alleen druk en spanning over. Afschuiving, indien geïmporteerd van Connection, wordt overgebracht door wrijving tussen de betonpoer en de voetplaat. Op het anker kan alleen axiale kracht worden uitgeoefend.
Er zijn twee verschillende soorten ankers beschikbaar in de applicatie Detail:
- In-het-werk gestort – Wapening
- Gelijmde anker
Voor Gelijmde anker is er nog een andere parameter in de analyse - Hechtsterkte. Deze waarde is standaard ingesteld op 2 MPa en moet door de gebruiker worden aangepast aan de hand van het gegevensblad van de ankerfabrikant.
Lasten
Toevoeging van een krachtengroep en vlaklast is essentieel voor gebruiksgemak. In totaal ondersteunen we drie belastingsoorten:
- Vlaklast - Vlaklast kan worden toegepast op elk betonnen oppervlak. Het kan worden toegepast op het hele oppervlak of alleen op een deel ervan over een bepaald gebied dat wordt bepaald door de omtrek (polylijn).
- Puntlast
- Krachtengroep - Een krachtengroep is een entiteit die verschillende puntlasten definieert die als groep optreden. Deze kan worden toegepast op de voetplaat of het betonoppervlak. Dit lasttype kan worden gebruikt om krachten te simuleren in lasnaden die spanningen overbrengen van de kolom naar de voetplaat.
Wapening
Er werd een nieuw type wapening ontwikkeld, waardoor de wapening van een poer voldoende versterkt kan worden. Een Groep met staven biedt verschillende opties voor de definitie van de wapening:
- Door twee punten
- Op de rand van het oppervlak - Op de rand van het oppervlak - er wordt een wapeningslaag gemaakt parallel aan het geselecteerde oppervlak. De gebruiker definieert meerdere staven in een laag en een aantal lagen parallel aan het geselecteerde oppervlak.
- Op meerdere randen van het oppervlak - Op meerdere randen van het oppervlak maakt de modellering mogelijk van lagen wapening met een complexe vorm (vlakke curve gerelateerd aan een betonoppervlak). De laag wordt dus bepaald door slechts één wapeningsstaaf. Er kunnen echter meerdere parallelle lagen worden gedefinieerd. Betondekking kan onafhankelijk worden gedefinieerd voor elke rand. Dit is de beste optie om beugels te modelleren.
- Op de polylijn
Resultaten
Op het tabblad resultaten vindt u drie fundamentele beoordelingen in overeenstemming met UGT (Uiterste grenstoestand).
Resultaten van spanningen en rekken in beton en wapening worden weergegeven in het gedeelte "Sterkte". Aanhechtspanning en gerelateerde waarden worden gevonden in de "Verankering" controle.
Beperkingen van 3D BETA-versie
Het doel van de vrijgegeven BETA-versie is om onze gebruikers de kans te geven ermee vertrouwd te raken, de oplossing te testen en ons feedback te geven. Om de verwachtingen van de BETA-versie van 3D Detail te verduidelijken, zijn er enkele beperkingen in de huidige versie:
- Er is geen dwarskracht overdracht in ankers - dwarskracht wordt alleen overgedragen door wrijving tussen de voetplaat en het betonpoeroppervlak
- Resultaten van de analyse en normcontroles zijn beperkt tot UGT (uiterste grenstoestand)
- De rekentijd van een enkel model van een betonpoer en voetplaat met een ankerraster kan tot 10 minuten duren
- Secties voor de visualisatie van resultaten zijn niet beschikbaar
De 3D-oplossing voor Detail wordt momenteel intensief ontwikkeld en geverifieerd. Met versie 24.0 wordt de eerste BETA van 3D Detail vrijgegeven. BETA 2 wordt verwacht in juli 2024 met verbeteringen in de interpretatie van resultaten, het verminderen van de huidige lijst met beperkingen en het toevoegen van extra functies. De BETA van 3D Detail wordt na een grondig verificatieproces overgezet naar de ALPHA-versie en uitgebracht met versie 24.1.
Modelbeschrijving en verificaties
Lees het theoretische achtergrondartikel voor meer informatie over het 3D Detail analytisch model:
Verder zijn de eerste verificaties van het 3D Detailmodel en de resultaten gepubliceerd in de volgende artikelen:
U kunt ook de theoretische achtergrondartikelen van Detail raadplegen die zowel voor 2D- als 3D-modellen gelden en betrekking hebben op de interpretatie van eindige elementen en UGT-resultaten:
Opmerking: Normcontroles in 3D Detail zijn momenteel alleen voor Eurocode (EN) beschikbaar.