Vollständiger Normnachweis von Ankern und Betonblöcken mit IDEA StatiCa
Der Eurocode legt mehrere Arten des Versagens von Ankern und Betonfundamenten fest und unterteilt sie weiter nach der Art der Belastung. In IDEA StatiCa Connection konnten wir bisher die Anker bewerten, aber mit einigen Einschränkungen mussten die Bewertungen manuell durchgeführt werden.
Gleichzeitig war es unmöglich, die Bewehrung von Betonblöcken zu berücksichtigen. Dies ändert sich nun mit IDEA StatiCa Detail 3D, das weitere Möglichkeiten bietet. IDEA StatiCa Detail 3D bietet keine Bewertungen an, wie wir es von der Norm gewohnt sind, die sie für Normalbeton definiert. Mit der FE-Analyse können wir jedoch nachweisen, dass der Stahlbeton die angegebene Belastung erfüllt, und hier wird das Versagen des Betons verhindert, das diesen Bedingungen entsprechen würde . Die Apps arbeiten unabhängig voneinander und können separat verwendet werden, aber dank der Verknüpfung zwischen Connection und Detail ist es auch möglich, Detail nur als ergänzende Berechnung zu verwenden.
Gehen wir nun nacheinander die Eurocode-Bedingungen und die Möglichkeiten durch, die uns die Anwendungen bieten.
Zugkraft
Eurocode unterteilt die erste Art der Belastung (Zugkraft) in 6 mögliche Fälle des Versagens von Ankern oder Betonblöcken (a, b, c, d, e, f) und zwei weitere für bewehrte Fundamente (g, h).
Die folgende Abbildung zeigt schematisch, welche Art von Fehler Sie mit der Connection App beurteilen können und welches Verhalten durch den Einsatz von Stahlbeton abgedeckt werden kann und damit die Analyse im Detail. IDEA StatiCa Connection verwendet empirische Formeln aus dem Eurocode ( EN 1992-4-7.2.1) für die Ankerbemessung (CBFEM), während IDEA StatiCa Detail vollständig auf der Finite-Elemente-Methode (3D CSFM) basiert. Einige Bewertungsmöglichkeiten überschneiden sich daher in beiden Anwendungen, jedoch immer mit einer anderen Methode.
Aufgrund der Art der in der Software implementierten Methoden kann in Connection nur einfacher Beton betrachtet werden, während nur Stahlbetonfundamente im Detail betrachtet werden können.
Die wichtigsten Annahmen und Einschränkungen der Analyse für den IDEA StatiCa Detail 3D werden im Artikel Bekannte Einschränkungen erwähnt.
a) Versagen des Stahls
In beiden Anwendungen wird allein das Stahlversagen von zugbelasteten Ankern nachgewiesen. Die Zugfestigkeit des Ankers wird im Anschluss nach folgender Formel überprüft:
Im Detail werden die Anker wie die normalen bewehrten Stäbe gemäß den für bestimmte Materialien definierten Spannungs-Dehnungs-Diagrammen geprüft, wobei der Wert der Grenzdehnung maximal 5% verwendet wird (berechnet auf der Grundlage des Zugversteifungseffekts, lesen Sie mehr in TB)
b) Versagen des Betonkegels
Das Versagen des Betonkegels kann in Verbindung überprüft werden. Bei Connection kann die App jedoch nur einfachen Beton berücksichtigen.
Daher ist es für den Fall, dass der Betonkegel versagt, angebracht, mit IDEA StatiCa Detail fortzufahren, wo eine Analyse des gesamten bewehrten Blocks bereitgestellt wird. Die Zugfestigkeit des Betons wird konservativ vernachlässigt, so dass die Tragfähigkeit bei Kegelversagen in erheblichem Maße durch die vorgegebene Bewehrungsmenge bestimmt wird. In der Abbildung unten sehen Sie die Richtungen der Hauptspannungen , die die oben erwähnte Form des Kegels anzeigen. Im rechten Teil sehen Sie die Werte der Betonspannungen, die mit den Grenzwerten bewertet werden.
c) Fehler beim Auszug
Diese Code-Überprüfung ist nur für bestimmte Fälle in Verbindung (siehe erstes Bild in diesem Artikel). Für nachträglich eingebaute mechanische Anker ist eine zusätzliche Bewertung erforderlich.
Im Detail ist es möglich, sogenannte Klebeanker aufzustellen und die Bemessungshaftfestigkeit nach ihren technischen Parametern festzulegen. Anhand dieser Parameter werden dann die Anker verifiziert. (Gilt nur für Stahlbeton.)
d) Kombiniertes Auszugs- und Betonversagen von verklebten Verbindungselementen
Dieses Versagen kann nur im Detail erkannt werden, wo die Betonspannungen und die Verankerungsbereiche mit 3D CSFM bewertet werden. Der kombinierte Auszugs- und Betonversagensmechanismus basiert im Detail auf den oben definierten Prinzipien und ist Teil der Prüfung der Betonfestigkeit und Verankerung. (Gilt nur für Stahlbeton.)
e) Versagen beim Spalten von Beton
Eine Bewertung im Zusammenhang ist nicht möglich. Im Detail: Das Versagen der Spaltung ist in der Regel ein Problem von einfachem Beton, bei dem es durch die Verwendung von Bewehrung verhindert wird. Gleichzeitig ist es möglich, in der Detail-App die Spannungen und Dehnungen sowohl der Bewehrung unter Druck oder Zug als auch des Betons unter Druck zu sehen.
f) Versagen des Betonausblasens
Für Normalbeton ist ein empirischer Code-Check nach Eurocode in Verbindung möglich.
Für bewehrte Bauteile ist es möglich, Detail zu verwenden. Das Versagen des Ausblasens von Beton wird in der Betonfestigkeitsanalyse behandelt. Wo die Zugspannungen nur durch die Bewehrung übertragen werden (wie oben mehrfach erwähnt).
Zusätzliche Nachweise für Stahlbetonsteine:
Bei bewehrten Fundamenten ist eine zusätzliche Bewehrungsbewertung erforderlich. Stahlversagen der Bewehrung und Verankerung Das Versagen der Bewehrung ist Teil der Bewehrungsbewertung im Detail.
g) Stahlversagen der Bewehrung
h) Versagen der Verankerung der Bewehrung
Schubbelastung
Eurocode unterteilt die zweite Art der Belastung (Querkraft) in 4 mögliche Fälle des Versagens von Ankern oder Betonblöcken (a, b, c, d) und zwei weitere für bewehrte Fundamente (e, f).
Die folgende Abbildung zeigt schematisch, welche Art von Versagen Sie mit der Connection App beurteilen können und welches Verhalten durch die Verwendung von Stahlbeton abgedeckt werden kann und daher die Analyse im Detail. IDEA StatiCa Connection verwendet empirische Formeln aus dem Eurocode ( EN 1992-4-7.2.2) für die Ankerbemessung (CBFEM). Alle Arten von Fehlern, die durch Querkraft verursacht werden, können in der Connection App abgedeckt werden.
In der IDEA StatiCa Detail 3D kann die Schubkraft durch Reibung, Anker oder Schublasche übertragen werden. Es ist wichtig zu sagen, dass nur das Fundament bewertet wird. Anker/Schublasche müssen in Verbindung oder an anderer Stelle überprüft werden. Auch hier muss betont werden, dass nur Stahlbeton benötigt wird.
a) Stahlversagen ohne Hebelarm
Das Versagen von Stahl ohne den Hebelarm von schubbelasteten Ankern wird nur in Verbindung nachgewiesen. Der Schubwiderstand des Ankers wird in IDEA StatiCa Connection nach folgender Formel überprüft:
Die Begutachtung ist im Detail nicht möglich.
b) Stahlversagen mit Hebelarm
Das Versagen von Stahl mit dem Hebelarm von schubbelasteten Ankern wird nur in Verbindung überprüft. Der Schubwiderstand des Ankers wird in IDEA StatiCa Connection nach folgender Formel überprüft:
Die Begutachtung ist im Detail nicht möglich.
c) Versagen des Betonausbruchs
Das Versagen des Betonaushebelns von schubbelasteten Ankern wird nur in Verbindung überprüft. Der Schubwiderstand des Ankers wird in IDEA StatiCa Connection nach folgender Formel überprüft:
Die Schubtragfähigkeit des Betons durch die Bodenplatte wird dann in der Detailapplikation bewertet.
d) Versagen der Betonkante
Das Betonkantenversagen von schubbelasteten Ankern wird in Verbindung nur für Normalbeton nachgewiesen. Der Schubwiderstand des Ankers wird in IDEA StatiCa Connection nach folgender Formel überprüft:
Das Versagen der Betonkante kann im Detail überprüft werden (nur Stahlbeton).
Zusätzliche Nachweise für Stahlbetonsteine:
Bei bewehrten Fundamenten ist eine zusätzliche Bewehrungsbewertung erforderlich. Das Versagen von Stahl und Verankerung der Bewehrung ist Teil der Bewehrungsbewertung in IDEA StatiCa Detail.
e) Stahlversagen der Zusatzbewehrung
f) Versagen der Verankerung der Zusatzbewehrung
Schlussfolgerung
Der größte Vorteil findet sich in Beispielen wie der Verankerung nahe einer Kante und anderen Fällen, in denen einfacher Beton die erforderliche Last nicht erfüllt. Beachten Sie, dass Anker und Schubstollen in Connection weiter bewertet werden müssen, aber zusammen bieten diese beiden Softwaretools eine umfassende Lösung.
Aufgrund der Methode und der Art und Weise, wie die Anwendung konzipiert ist, ist die Detailanwendung nur für bewehrte Fundamente geeignet.