Idea Statica
  • Ocel
  • Beton
  • BIM & pracovní postupy
  • Podpora a Vzdělávání
  • Ceník
  • O společnosti
  • Přehled oceli
  • Návrh přípojů
  • Návrh ocelových prvků
  • Parametrický návrh
  • Ocelové případové studie
  • Přehled betonu
  • Stěny a D-oblasti
  • Kotvení do železobetonu
  • Průřezy a prvky
  • Betonové případové studie
  • BIM přehled
  • Podporované integrace
  • Checkbot
  • Viewer
  • API
  • Centrum podpory
  • Online kurzy a certifikace
  • Blog
  • Stahování a licence
  • Plány
  • Bezplatný komunitní nástroj
  • Enterprise licence
  • Studenti a univerzity
  • Spočítejte si úspory
  • O nás
  • Kontakty
  • Výzkum & vývoj
  • Distributoři
  • Poznejte naše zákazníky
  • Kariéra
  • Ocel
    Přehled oceliNávrh přípojůNávrh ocelových prvkůParametrický návrhOcelové případové studie
  • Beton
    Přehled betonuStěny a D-oblastiKotvení do železobetonuPrůřezy a prvkyBetonové případové studie
  • BIM & pracovní postupy
    BIM přehledPodporované integraceCheckbotViewerAPI
  • Podpora a Vzdělávání
    Centrum podporyOnline kurzy a certifikaceBlogStahování a licence
  • Ceník
    PlányBezplatný komunitní nástrojEnterprise licenceStudenti a univerzitySpočítejte si úspory
  • O společnosti
    O násKontaktyVýzkum & vývojDistributořiPoznejte naše zákazníkyKariéra
14denní zkušební verze
14denní zkušební verze
  • Ocel
  • Beton
  • BIM & pracovní postupy
  • Podpora a Vzdělávání
  • Ceník
  • O společnosti

Přihlaste se k odběru našeho newsletteru

Společnost

  • O nás
  • Partneři
  • Kariéra
  • Patent

Zdroje

  • Zákaznické projekty
  • Případové studie
  • Connection Library
  • Odborné publikace

Práva

  • EULA
  • Zásady soukromí
  • Smluvní podmínky Viewer
  • Licencování

Pomoc

  • Kontakt
  • Cenová nabídka
  • Distributoři
  • Ke stažení
FacebookInstagramLinkedInYouTube

© IDEA StatiCa 2009-2026

Důvěryhodný a používaný po celém světě inženýry, výrobci a konzultanty.

Centrum podporyOvěřovací příkladyJednotkový test: Kotvení
Jednotkový test: Kotvení
ConcreteReinforced concreteVerificationsEN (Eurocode)Reinforcement

Jednotkový test: Kotvení

Tento článek je také dostupný v
ENCZDEESFRITPTNLHUROKRPLTHTRVIZH

Úvod 

V tomto článku prezentujeme jednotkový test zaměřený na ověření metody 3D-CSFM pro chování vytažení kotvy z betonu přímým porovnáním s experimentálními výsledky[1]. Naše zkoumání se zaměřuje na vyhodnocení predikčních schopností numerických modelů při zachycení klíčových aspektů chování kotvy, včetně porušení a mezní únosnosti. Naše studie zahrnuje širokou škálu průměrů kotev, od 10 mm do 32 mm, což odráží variabilitu vyskytující se v praktických inženýrských scénářích. To nám umožňuje rozpoznat trendy závislé na průměru a posoudit robustnost 3D-CSFM napříč různými měřítky. Je třeba poznamenat, že všechny simulace byly provedeny v rámci 3D-CSFM, metody implementované v IDEA StatiCa Detail, s využitím výchozího nastavení všech parametrů. 

Definice způsobů porušení

Pro vyhodnocení výkonu 3D-CSFM při modelování dodatečně instalovaných lepených kotev musíme zvážit dva způsoby porušení: vytažení, kdy je smykové napětí soudržnosti (τb) rovno návrhovému smykovému napětí soudržnosti (τbd), a dosažení meze kluzu samotné kotvy, tedy dosažení mezního plastického přetvoření.

Sestavení jednotkového testu

V této studii byly kotvy Hilti HIT-RE500 - SD Injectable Mortar with Reinforcement (500B) modelovány v IDEA StatiCa Detail a výsledky byly porovnány s experimentálními daty[1]. 

Rozměry betonových bloků a jejich vyztužení byly pečlivě zvoleny tak, aby se minimalizoval jakýkoli potenciální vliv na chování při vytažení, čímž byla zajištěna platnost experimentálních výsledků[1]. Pro všechny jednotkové testy kotev byla použita jedna velikost betonového bloku (1,0 × 1,0 × 0,5 m; ŠxHxV). Blok je vyztužen pruty z oceli B 500B o průměru 8–14 mm. 8 vrstev prutů kolem každého povrchu (kromě spodního povrchu, kde jsou výztužné pruty modelovány jako spojité skrz spodní podporu) s roztečí vrstev 135,0 mm.  Všechny součinitele bezpečnosti předepsané příslušnými stavebními normami byly důsledně dodrženy, přičemž ve všech výpočtech bylo použito nastavení hodnoty 1,0. Velikost otvoru pro kotvu ve vztahu k průměru samotné kotvy nebyla ve výpočtovém modelu explicitně zohledněna.

Fig. 1.1 Bocˇnıˊ pohled na zˇelezobetonovyˊ blok s vlepenou kotvou\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 1.1 Boční pohled na železobetonový blok s vlepenou kotvou}}}Fig. 1.1 Bocˇnıˊ pohled na zˇelezobetonovyˊ​ blok s vlepenou kotvou

Fig. 1.2 Pohled na zˇelezobetonovyˊ blok se zvyˊrazneˇnou kotvou. Pru˚meˇr kotvy je 16 mm \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 1.2 Pohled na železobetonový blok se zvýrazněnou kotvou. Průměr kotvy je 16 mm }}}Fig. 1.2 Pohled na zˇelezobetonovyˊ​ blok se zvyˊ​razneˇnou kotvou. Pru˚meˇr kotvy je 16 mm 

Pevnost soudržnosti kotvy, kritický parametr při návrhu kotvení, byla stanovena na 15,4 MPa podle údajů z experimentu[1], a na 12,0 MPa pro druhý ověřovací model. Podobně byla podle experimentu jednotně stanovena i kotevní délka v betonovém bloku. V modelu byla zohledněna dodatečná délka kotvy 50 mm nad betonovým blokem, na kterou byla aplikována osová tahová síla. V tomto testu byly s experimentálními výsledky porovnány kotvy o průměru 10 mm, 12 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm a 32 mm. Experimentální sestavy jsou shrnuty v tabulce 2.2.

Při použití modelu 3D-CSFM Solid Block analýza zahrnuje komplexní zkoumání různých aspektů, včetně charakteristik vytažení kotvy, stanovení kritických prahových hodnot zatížení a podrobné predikce způsobů porušení. 

Materiálové vlastnosti

Materiálové vlastnosti betonu, výztuže a kotvy použité v analýze CSFM jsou shrnuty v tabulce 2.2. Mez kluzu (fykf_{yk}fyk​) a mezní napětí (k×fykk \times f_{yk}k×fyk​) výztuže, jakož i pevnost v tlaku (fckf_{ck}fck​), plastické přetvoření (ϵc2\epsilon_{c2}ϵc2​) a mezní plastické přetvoření (ϵcu2\epsilon_{cu2}ϵcu2​) betonu byly zvoleny na základě podmínek uvedených v poznámkách k experimentu. Pevnost soudržnosti je rovněž specifikována výrobcem v poskytnutém prospektu.

Fig. 1.3 Diagramy napeˇtıˊ-prˇetvorˇenıˊ materiaˊlu˚: (a) Diagram napeˇtıˊ-prˇetvorˇenıˊ vyˊztuzˇe B 500B, (b) Diagram napeˇtıˊ-prˇetvorˇenıˊ betonu C30/37 \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 1.3 Diagramy napětí-přetvoření materiálů: (a) Diagram napětí-přetvoření výztuže B 500B, (b) Diagram napětí-přetvoření betonu C30/37 }}}Fig. 1.3 Diagramy napeˇtıˊ-prˇetvorˇenıˊ materiaˊlu˚: (a) Diagram napeˇtıˊ-prˇetvorˇenıˊ vyˊ​ztuzˇe B 500B, (b) Diagram napeˇtıˊ-prˇetvorˇenıˊ betonu C30/37 

Porovnání s experimentálními výsledky 

Tato část porovnává experimentální výsledky od výrobce s mezními zatíženími a způsoby porušení predikovanými metodou 3D-CSFM. Šest případů mezního zatížení při vytažení, odpovídajících různým průměrům kotev, bylo porovnáno s výsledky z 3D-CSFM. Pro každý průměr kotvy byl navíc určen konkrétní způsob porušení.

Způsoby porušení a mezní zatížení

Tabulka 2.4 uvádí komplexní přehled mezních zatížení zaznamenaných při experimentálních zkouškách (Pu,exp) a mezních zatížení predikovaných metodou 3D-CSFM (Pu,3D-CSFM), spolu s odpovídajícími způsoby porušení. Poměry přesahující jednu jednotku znamenají, že predikce modelu jsou konzervativně vyšší než naměřené hodnoty. Jak je zřejmé z tabulky 2.4, primární způsoby porušení predikované všemi analýzami 3D-CSFM jsou v souladu s experimentálními zjištěními, ačkoli u větších průměrů byly zaznamenány určité rozdíly v konkrétních podtypech porušení. Predikce 3D-CSFM jsou obecně přesné, s mírně konzervativní tendencí naznačenou poměry vyššími než 100 % u větších průměrů. 

Do tabulky byly dále doplněny vypočtené hodnoty (Pu,barP_{u,bar}Pu,bar​) a (Pu,bondP_{u,bond}Pu,bond​).

Pu,bar=Abar⋅k⋅fykP_{u,bar}=A_{bar}\cdot k \cdot f_{yk}Pu,bar​=Abar​⋅k⋅fyk​

Pu,bond=Cbar⋅lbar⋅τbdP_{u,bond}=C_{bar}\cdot l_{bar} \cdot \tau_{bd}Pu,bond​=Cbar​⋅lbar​⋅τbd​

Kde (AbarA_{bar}Abar​) je plocha kotvy, (CbarC_{bar}Cbar​) je obvod kotvy a (lbarl_{bar}lbar​) je délka kotvy v betonu.

Z výše uvedených hodnot je patrné, že experiment má prokázat schopnost řešiče správně vypočítat kombinovaný způsob porušení vytažením a dosažením meze kluzu kotvy.

Dále byly stejné modely s pevností soudržnosti (τbd=12,0MPa\tau_{bd} = 12,0 MPaτbd​=12,0MPa) vypočteny a porovnány s analyticky stanovenými hodnotami (Pu,bondP_{u,bond}Pu,bond​).

Obrázek 1.4 potvrzuje výsledky uvedené v tabulce 2.4 tím, že ukazuje dosažení plné kapacity soudržnostního napětí i mezního přetvoření, což v důsledku vede k identifikaci způsobu porušení jako vytažení a dosažení meze kluzu kotvy.

Fig. 1.4 Kotva 16 mm: Hodnota kontroly prˇetvorˇenıˊ (vlevo) a napeˇtıˊ soudrzˇnosti (vpravo) \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 1.4 Kotva 16 mm: Hodnota kontroly přetvoření (vlevo) a napětí soudržnosti (vpravo) }}}Fig. 1.4 Kotva 16 mm: Hodnota kontroly prˇetvorˇenıˊ (vlevo) a napeˇtıˊ soudrzˇnosti (vpravo) 

Fig. 1.5 Kotva 32 mm: Zobrazenıˊ toku napeˇtıˊ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 1.5 Kotva 32 mm: Zobrazení toku napětí }}}Fig. 1.5 Kotva 32 mm: Zobrazenıˊ toku napeˇtıˊ 

Fig. 1.6 Kotva 25 mm: Napeˇtıˊ ve vyˊztuzˇi \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 1.6 Kotva 25 mm: Napětí ve výztuži }}}Fig. 1.6 Kotva 25 mm: Napeˇtıˊ ve vyˊ​ztuzˇi 

Fig. 1.7 Kotva 20 mm: Prˇetvorˇenıˊ ve vyˊztuzˇi \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 1.7 Kotva 20 mm: Přetvoření ve výztuži }}}Fig. 1.7 Kotva 20 mm: Prˇetvorˇenıˊ ve vyˊ​ztuzˇi 

Závěr 


Porovnání experimentálních dat[1] s beta verzí 3D-CSFM ukazuje uspokojivou shodu. Klíčové poznatky z tohoto předběžného vyhodnocení zahrnují:

  • Byla prokázána silná shoda u všech kotev, patrná jak ve způsobech porušení pozorovaných v modelech, tak v hodnotách mezních zatížení. 
  • Ačkoli je 3D-CSFM stále ve fázi beta, jeho shoda s experimentálními zjištěními naznačuje jeho potenciální užitečnost. Tato shoda poskytuje určitou validaci účinnosti nástroje, avšak vzhledem k fázi vývoje by měla být interpretována s opatrností.

Reference 

[1] - HILTI. Hilti HIT - RE500 - SD Injectable Mortar with Rebar (500B). HILTI CORPORATION. Https://www.hilti.com.hk/ [online]. 2016 [cit. 2024-04-22]. Dostupné z: https://www.hilti.com.hk/medias/sys_master/documents/h86/h89/9485674512414/Submittal-ASSET-DOC-LOC-8336225.pdf

Související články

Normové posouzení stěn a vysokých nosníků
  • Beton
  • Detail 2D
  • EN (Eurocode)
  • BIM link
  • SCIA Engineer
  • CSFM
  • +6
  • Beton
  • Detail 2D
  • EN (Eurocode)
  • BIM link
  • SCIA Engineer
  • CSFM

Webinář

Normové posouzení stěn a vysokých nosníků

Číst více