Cách mô hình hóa liên kết thép - bê tông
Tùy chọn đầu tiên là mô hình hóa neo bằng trình hướng dẫn liên kết của chúng tôi, cung cấp các tùy chọn liên kết chịu mô men và liên kết chịu cắt, móng có hoặc không có giằng.
Phương pháp thứ hai để mô hình hóa móng là thông qua thao tác Base Plate. Phương pháp này được thiết kế đặc biệt cho các trường hợp bản mã chân cột vuông góc với cấu kiện được neo. Khi sử dụng thao tác này, các neo được tạo tự động. Ngoài ra, hình dạng của bản mã chân cột có thể được tùy chỉnh trong Editor, cho phép các sửa đổi như tạo bản mã chân cột với cạnh bo tròn để phù hợp với các yêu cầu thiết kế cụ thể và chỉ định lỗ dài cho neo.
Đối với các trường hợp bản mã chân cột không vuông góc với cấu kiện được neo, quá trình mô hình hóa yêu cầu một phương pháp khác. Trong những trường hợp này, bạn phải sử dụng thao tác Stiffening plate để mô hình hóa bản mã chân cột và thao tác Fastener grid hoặc Contact để xác định các neo. Tấm tăng cứng được đặt ở góc và vị trí yêu cầu, và lưới phần tử liên kết phải được điều chỉnh theo loại Anchor. Sau đó số lượng phần tử được kết nối được thay đổi thành một và tấm tăng cứng được xác định là phần tử được chọn.
Trong trường hợp liên kết đã được mô hình hóa trong phần mềm CAD, bạn có thể nhập thiết kế neo bằng liên kết BIM.
Ví dụ về neo chung sử dụng tấm tăng cứng
Xem bản ghi để tìm hiểu cách thiết kế bản mã chân cột thẳng đứng tùy chỉnh của lan can ban công vào sàn bê tông.
Khối bê tông
Móng bê tông được giới hạn ở hình dạng chữ nhật, nhưng kích thước của nó có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng các giá trị offset cho mỗi cạnh. Nhập một giá trị duy nhất tạo ra offset đồng đều xung quanh đường viền mặt cắt ngang được neo. Nhập hai giá trị áp dụng offset đối xứng theo hai hướng. Cung cấp bốn giá trị áp dụng offset cho từng cạnh riêng lẻ để dễ dàng đạt được neo không đối xứng.
Tham số offset cho phép bạn tạo khối bê tông hình chữ nhật, dải móng, tường bê tông, dầm, cột, sàn, hoặc cấu kiện nghiêng.
Bạn cũng có thể tạo bản mã chân cột được đỡ một phần bằng cách nhập các giá trị offset âm (-). Ví dụ, nhập giá trị âm cho offset một cạnh cho phép bạn tạo bản mã chân cột nhô ra ngoài khối bê tông hoặc mô hình hóa dầm thép đặt trên khối bê tông với chỉ một phần cánh tiếp xúc.
Xem mô hình hóa một số biến thể của khối bê tông và cấu hình neo.
Các loại neo
Nhiều loại bu lông neo khác nhau có thể được thiết kế trong IDEA StatiCa. Bạn có thể chọn từ neo thẳng, neo có đầu (bản đệm tròn hoặc chữ nhật), và bu lông neo có móc. Chiều dài, đường kính và vật liệu của các phần tử liên kết có thể được sửa đổi.
Neo thẳng được tự động giả định là neo cấy sau, và neo có bản đệm và móc được coi là đổ tại chỗ, điều này phân biệt các yêu cầu kiểm tra tiêu chuẩn.
Để thiết kế neo từ phần cứng Hilti, bạn có thể sử dụng plugin Hilti PROFIS trong Checkbot. Điều này cho phép truyền dữ liệu từ phần mềm FEA và CAD của bên thứ ba được hỗ trợ sang Hilti PROFIS Engineering Suite thông qua việc sử dụng Checkbot miễn phí. Tìm hiểu cách sử dụng plugin Hilti PROFIS Engineering Suite.
Truyền lực cắt
Có ba tùy chọn để truyền lực cắt từ cấu kiện được neo vào khối móng: ma sát, chốt chịu cắt, hoặc neo. Lực cắt luôn được truyền độc quyền qua một trong các tùy chọn, không thể kết hợp.
Tùy chọn mặc định là truyền lực cắt qua ma sát giữa bản mã chân cột và lớp vữa được biểu diễn bởi hệ số ma sát có thể được sửa đổi theo loại vữa trong Cài đặt dự án. Hệ số ảnh hưởng đến khả năng chịu ma sát thiết kế.
Tùy chọn khác để truyền lực cắt là qua chốt chịu cắt. Phần tử này bao gồm một cấu kiện thép chung được hàn vào đáy bản mã chân cột. Chốt chịu cắt được xác định qua chiều dài, phần thép chôn vào có thể được đặt lệch tâm và cũng có thể xoay. Kiểm tra tiêu chuẩn của chốt chịu cắt được thực hiện bằng khả năng chịu lực của thép chốt chịu cắt và khả năng chịu lực ép mặt của bê tông.
Tùy chọn khác để truyền lực cắt trong IDEA StatiCa Connection là qua neo.
Tùy chọn cuối cùng là Trượt đại diện cho khớp trượt (con lăn) chỉ được triển khai để phân tích trong IDEA StatiCa Member. Đối với mô hình hóa chỉ trong Connection, tùy chọn này không nên được sử dụng.
Khoảng hở
Có 3 cách để mô hình hóa liên kết của bản mã chân cột với khối móng. Tùy chọn đầu tiên và cũng là mặc định là trực tiếp không có khoảng cách giữa hai cấu kiện. Tùy chọn khác là mối nối vữa (vữa lấp) với độ dày có thể điều chỉnh. Trong những trường hợp này, bạn phải cẩn thận để thiết lập giá trị thực của hệ số ma sát giữa bản mã chân cột, vữa và móng bê tông trong Cài đặt dự án. Giá trị mặc định là 0,25. Tùy chọn cuối cùng là khe hở để ngăn tiếp xúc trực tiếp giữa bản mã chân cột và khối bê tông nhằm tránh ăn mòn.
Các lực được xác định bằng phân tích phần tử hữu hạn. Mô men uốn của neo có khoảng hở phụ thuộc vào tỷ lệ độ cứng của neo và bản mã chân cột.
Neo vào nhiều bề mặt khối bê tông
IDEA StatiCa Connection hỗ trợ neo vào nhiều bề mặt khối bê tông, mở rộng đáng kể khả năng mô hình hóa cho các cấu hình bản mã chân cột phức tạp. Các nhà thiết kế hiện có thể xác định neo trên hai mặt phẳng của một khối bê tông duy nhất, cho phép biểu diễn chính xác các chi tiết liên kết thực tế như các cấu kiện được neo ở cả mặt nằm ngang và mặt thẳng đứng.
Điều này loại bỏ nhu cầu sử dụng các giải pháp thay thế tốn thời gian liên quan đến tấm tăng cứng, cắt thủ công, hoặc mô phỏng nhiều khối, và đảm bảo hành vi neo nhất quán, có thể truy xuất theo các tiêu chuẩn thiết kế.
Xác định bản mã chân cột trên bề mặt cho trước
Trong thao tác Base Plate, bạn có thể chọn giữa việc tạo khối mới hoặc chọn khối hiện có. Trong trường hợp khối hiện có, có một tùy chọn mới để chỉ định bề mặt. Các bề mặt được đánh số theo cách tương tự như trong ứng dụng Detail.
Đối với thao tác Fastener grid hoặc Contact, một logic mới đã được triển khai. Khi tấm được tham chiếu nằm trên mặt của khối bê tông và thao tác được đặt thành Anchors, bề mặt được tự động nhận dạng và sử dụng để tạo mô hình nền.
Khi một khối hiện có được chọn, các thuộc tính neo (Offset, Depth, Shear force transfer, Stand-off) được tự động sử dụng lại.
Đặt tấm tăng cứng trên bề mặt
Cũng có một tùy chọn mới cho Stiffening plate – Origin của nó hiện có thể được xác định trên Existing block của bê tông. Khi được chọn, tấm tăng cứng được tự động đặt trên khối bê tông và bề mặt được chọn. Vị trí nằm ở giữa bề mặt.
Theo mặc định, các kiểm tra neo được đánh dấu là không đạt do sự tương tác của các bản mã chân cột, điều này không được kiểm tra trong ứng dụng Connection.
Bạn có thể thay đổi trạng thái này trong Cài đặt dự án và sửa đổi Concrete breakout resistance thành None. Trong trường hợp này, cả cốt thép chịu kéo và chịu cắt trong khối bê tông đều được giả định, và các kiểm tra bê tông không được thực hiện.
Các kiểm tra tiêu chuẩn thép vẫn có hiệu lực, và người dùng có thể xuất mô hình sang Detail để kiểm tra bê tông nâng cao. Phần mềm tự động phân phối lại lực theo độ cứng neo, độ cứng nền nén và đường truyền tải trọng, cho phép kỹ sư điều tra và xác nhận các điều kiện truyền tải trọng tới hạn theo cách thủ công.
Sườn tăng cứng
Để cung cấp thêm độ bền, sườn tăng cứng có thể được thêm vào cấu kiện được liên kết. Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng thao tác Rib phù hợp cho các trường hợp khi sườn tăng cứng được áp dụng cho một tấm đơn (bụng/cánh). Ngoài ra, thao tác Widener cho phép bạn gán sườn tăng cứng cho nhiều phần của mặt cắt ngang.
Kiểm tra tiêu chuẩn neo
Thông tin chi tiết hơn về kiểm tra tiêu chuẩn của neo có thể được tìm thấy dưới đây:
- Kiểm tra tiêu chuẩn neo - Eurocode
- Kiểm tra tiêu chuẩn neo - Tiêu chuẩn Úc
Không phải tất cả các kiểm tra tiêu chuẩn của neo đều được thực hiện trong ứng dụng IDEA StatiCa Connection do các hạn chế phát sinh từ cấu hình của neo.
Kiểm tra tiêu chuẩn khối bê tông
Thông tin chi tiết hơn về kiểm tra tiêu chuẩn của khối bê tông có thể được tìm thấy dưới đây:
- Kiểm tra tiêu chuẩn khối bê tông - Eurocode
- Kiểm tra tiêu chuẩn khối bê tông - Tiêu chuẩn Úc
Kiểm tra tiêu chuẩn bê tông nứt hoặc bê tông không nứt
Trong Code setup, bạn có thể chuyển cài đặt bê tông sang uncracked (không nứt), điều này làm tăng khả năng chịu lực cho kiểm tra tiêu chuẩn neo. Đối với tiêu chuẩn EN, điều này ảnh hưởng đến khả năng chịu lực phá hoại bê tông theo tham số k5 và khả năng chịu lực nón bê tông theo tham số k1. Trong khi đối với tiêu chuẩn AISC, nó ảnh hưởng đến khả năng chịu lực phá vỡ bê tông và tham số Ψc,N. Theo mặc định, bê tông được đặt là nứt nhưng có thể được thay đổi thành không nứt trong Cài đặt dự án.
Tắt kiểm tra phá vỡ nón bê tông (nhổ neo)
Các trường hợp đặc biệt của neo dầm thép hoặc cột vào các khối bê tông mảnh, chẳng hạn như gần cạnh tường bê tông, đặt ra những thách thức chủ yếu trong việc đánh giá nhổ neo nón bê tông. Trong các tình huống này, nón bê tông không đủ khả năng, đòi hỏi phải áp dụng một phương pháp thay thế.
Trong IDEA StatiCa Connection, bạn có thể tắt kiểm tra concrete breakout resistance trong Code setup và chọn từ các tùy chọn sau:
- Both - Cả lực kéo và lực cắt đều được xem xét trong kiểm tra tiêu chuẩn.
- Tension - Chỉ lực kéo được xem xét, với lực cắt được giả định là do cốt thép chịu.
- Shear - Chỉ lực cắt được xem xét, với lực kéo được giả định là do cốt thép chịu.
- None - Tất cả các lực được giả định là do cốt thép chịu.
Đối với tất cả các tùy chọn ngoại trừ Both, báo cáo chỉ định rõ ràng các lực phải được chịu bởi cốt thép của khối bê tông để đạt được thiết kế thỏa mãn.
Kiểm tra bê tông - phương pháp nâng cao
Theo cài đặt trước đó, các kiểm tra cho khối bê tông có thể không thỏa mãn khi không có cốt thép. Trong những trường hợp như vậy, bạn có tùy chọn xuất toàn bộ neo sang Detail application để phân tích và điều chỉnh thiết kế thêm. Mô-đun 3D cho phép phân tích chính xác cả cốt thép gia cường và khối bê tông.
Thông tin chung hơn về Detail như một giải pháp cho neo có thể được tìm thấy trong bài viết 3D Detail out of Beta.