Az Eurocode az horgonyok és betonalapok tönkremenetelének több módját határozza meg, és ezeket a terhelés típusa szerint tovább bontja. Az IDEA StatiCa Connection programban eddig is ellenőrizhettük a horgonyokat, de bizonyos korlátozásokkal, és az ellenőrzéseket kézzel kellett elvégezni.
Ugyanakkor a betontömbök vasalását nem lehetett figyelembe venni. Ez most megváltozik az IDEA StatiCa Detail 3D programmal, amely további lehetőségeket kínál. Az IDEA StatiCa Detail 3D nem nyújt olyan ellenőrzéseket, amilyeneket a vasalatlan betonra vonatkozó szabvány alapján megszoktunk. A végeselemes számítással azonban igazolhatjuk, hogy a vasalt beton megfelel az előírt terhelésnek, és ebben az esetben megakadályozza a beton tönkremenetelét, amely ezeknek a feltételeknek felelne meg. Az alkalmazások egymástól függetlenül működnek és külön is használhatók, de a Connection és a Detail közötti kapcsolatnak köszönhetően a Detail kiegészítő számításként is használható.
Nézzük most sorban az Eurocode feltételeit és az alkalmazások által kínált lehetőségeket.
Húzóerő
Az Eurocode az első terhelési típust (húzóerő) a horgony vagy a betontömb tönkremenetelének 6 lehetséges esetére bontja (a, b, c, d, e, f), valamint további kettőre a vasalt alapozásoknál (g, h).
Az alábbi ábra vázlatosan mutatja, hogy a Connection alkalmazással milyen típusú tönkremenetelt ellenőrizhetünk, és mely viselkedést fedhetjük le vasalt beton alkalmazásával, vagyis a Detail programban végzett számítással. Az IDEA StatiCa Connection a horgonyok méretezéséhez az Eurocode empirikus képleteit használja ( EN 1992-4-7.2.1) (CBFEM), az IDEA StatiCa Detail pedig teljes mértékben a végeselem-módszeren alapul (3D CSFM). Egyes ellenőrzési lehetőségek ezért mindkét alkalmazásban megtalálhatók, de mindig eltérő módszerrel.
A szoftverben megvalósított módszerek jellegéből adódóan a Connection programban csak vasalatlan beton vehető figyelembe, a Detail programban pedig csak vasalt betonalap vehető figyelembe.
Az IDEA StatiCa Detail 3D számításának főbb feltevéseit és korlátait az Ismert korlátozások című cikk tartalmazza.
a) Acél tönkremenetel
A húzott horgonyok acél tönkremenetelét mindkét alkalmazás ellenőrzi. A horgony húzási ellenállását a Connection a következő képlet szerint ellenőrzi:
A Detail programban a horgonyokat a Projektbeállításokban kiválasztott Eurocode (1992-4 vagy 1993-1-8) szerint ellenőrizzük. Ez a viselkedés a 25.1.1 verziótól érvényes.
A régebbi verziókban a horgonyokat a szokásos vasalási rudakhoz hasonlóan ellenőrzi a program az adott anyagokra definiált feszültség-alakváltozás diagramok alapján, legfeljebb 5%-os határalakváltozási értéket használva (a húzási merevítő hatás alapján számítva, bővebben az Elméleti háttér részben)
b) Betonkúp tönkremenetel
A betonkúp tönkremenetel a Connection programban ellenőrizhető. A Connection alkalmazás azonban csak vasalatlan betont tud figyelembe venni.
Ha tehát a betonkúp tönkremegy, célszerű az IDEA StatiCa Detail programra váltani, amely a teljes vasalt tömb elemzését biztosítja. A beton húzószilárdságát a program óvatosan elhanyagolja, ami azt jelenti, hogy a kúpos tönkremenetelhez tartozó teherbírást jelentős mértékben a megadott vasalás mennyisége határozza meg. Az alábbi képen láthatók a főfeszültségek irányai, amelyek a fent említett kúp alakját jelzik. A jobb oldalon a beton feszültségeinek értékei láthatók, amelyeket a határértékekkel vetünk össze.
c) Kihúzódási tönkremenetel
Ez a szabványellenőrzés a Connection programban csak bizonyos esetekben érhető el (lásd a cikk első képét). Az utólag beépített mechanikus horgonyoknál további ellenőrzés szükséges.
A Detail programban beállíthatók az úgynevezett ragasztott horgonyok, és megadható a tapadási szilárdság méretezési értéke a műszaki paramétereik szerint. A horgonyokat ezután ezen paraméterek alapján ellenőrzi a program. (Csak vasalt betonra alkalmazható.)
d) Ragasztott kötőelemek kombinált kihúzódási és beton tönkremenetele
Ez a tönkremenetel csak a Detail programban mutatható ki, ahol a beton feszültségeit és a lehorgonyzási területeket 3D CSFM segítségével ellenőrzi a program. A kombinált kihúzódási és beton tönkremenetel mechanizmusa a Detail programban a fent meghatározott elveken alapul, ellenőrzése a beton szilárdsági és lehorgonyzási ellenőrzésének része. (Csak vasalt betonra alkalmazható.)
e) Beton hasadásos tönkremenetel
A Connection programban nem ellenőrizhető. A Detail esetében a hasadásos tönkremenetel általában a vasalatlan beton problémája, ahol a vasalás alkalmazása megakadályozza a kialakulását. Ugyanakkor a Detail alkalmazásban láthatók a nyomott vagy húzott vasalás, valamint a nyomott beton feszültségei és alakváltozásai is.
f) Beton oldalirányú kitörése
Vasalatlan betonnál a Connection programban lehetséges az Eurocode szerinti empirikus szabványellenőrzés.
Vasalt szerkezeti elemeknél a Detail használható. A beton oldalirányú kitörését a beton szilárdsági vizsgálata fedi le, ahol a húzófeszültségeket (ahogy fent többször említettük) kizárólag a vasalás veszi fel.
Kiegészítő ellenőrzések vasalt betontömbökhöz:
Vasalt alapozásoknál további vasalásellenőrzés szükséges. A vasalás acél tönkremenetele és a vasalás lehorgonyzási tönkremenetele a Detail programban a vasalás ellenőrzésének része.
g) A vasalás acél tönkremenetele
h) A vasalás lehorgonyzási tönkremenetele
Nyíróterhelés
Az Eurocode a második terhelési típust (nyíróerő) a horgony vagy a betontömb tönkremenetelének 4 lehetséges esetére bontja (a, b, c, d), valamint további kettőre a vasalt alapozásoknál (e, f).
Az alábbi ábra vázlatosan mutatja, hogy a Connection alkalmazással milyen típusú tönkremenetelt ellenőrizhetünk, és mely viselkedést fedhetjük le vasalt beton alkalmazásával, vagyis a Detail programban végzett számítással. Az IDEA StatiCa Connection a horgonyok méretezéséhez az Eurocode empirikus képleteit használja ( EN 1992-4-7.2.2) (CBFEM). A nyíróerő okozta tönkremenetel minden típusa lefedhető a Connection alkalmazásban.
Az IDEA StatiCa Detail 3D programban a nyírást súrlódás, horgonyok vagy nyírófog közvetítheti. Fontos megjegyezni, hogy csak az alapozást és a horgonyokat ellenőrzi a program. A többi acél alkatrészt (pl. nyírófog, hegesztések) a Connection programban vagy máshol kell ellenőrizni. Ismét hangsúlyozni kell, hogy csak vasalt beton szükséges.
a) Acél tönkremenetel emelőkar nélkül
A nyírt horgonyok emelőkar nélküli acél tönkremenetelét a Connection programban ellenőrizzük. A horgony nyírási ellenállását az IDEA StatiCa Connection a következő képlet szerint ellenőrzi:
A Detail programban a horgonyokat itt is a Projektbeállításokban kiválasztott Eurocode (1992-4 vagy 1993-1-8) szerint ellenőrizzük. Ez a viselkedés a 25.1.1 verziótól érvényes. Régebbi verziókban az ellenőrzés a Detail programban nem lehetséges.
b) Acél tönkremenetel emelőkarral
A nyírt horgonyok emelőkarral fellépő acél tönkremenetelét a Connection és a Detail egyaránt ellenőrzi. A horgony nyírási ellenállását az IDEA StatiCa Connection a következő képlet szerint ellenőrzi:
A Detail programban a horgonyokat a Projektbeállításokban kiválasztott Eurocode szerint ellenőrizzük. Az ellenőrzések során használt vonatkozó egyenletek az Elméleti háttér részben találhatók.
c) Beton kifeszülési tönkremenetel
A nyírt horgonyok beton kifeszülési tönkremenetelét kizárólag a Connection ellenőrzi. A horgony nyírási ellenállását az IDEA StatiCa Connection a következő képlet szerint ellenőrzi:
A beton nyírási teherbírását a talplemezen keresztül ezután a Detail alkalmazásban ellenőrizzük.
d) Beton szélének tönkremenetele
A nyírt horgonyok beton szél menti tönkremenetelét a Connection csak vasalatlan betonra ellenőrzi. A horgony nyírási ellenállását az IDEA StatiCa Connection a következő képlet szerint ellenőrzi:
A beton szél menti tönkremenetele a Detail programban ellenőrizhető (csak vasalt betonra).
Kiegészítő ellenőrzések vasalt betontömbökhöz:
Vasalt alapozásoknál további vasalásellenőrzés szükséges. A vasalás acél és lehorgonyzási tönkremenetele az IDEA StatiCa Detail programban a vasalás ellenőrzésének része.
e) A kiegészítő vasalás acél tönkremenetele
f) A kiegészítő vasalás lehorgonyzási tönkremenetele
Összegzés
A legjelentősebb előny az olyan példákban mutatkozik meg, mint a szélhez közeli lehorgonyzás és más olyan esetek, ahol a vasalatlan beton nem felel meg az előírt terhelésnek. Fontos megjegyezni, hogy a horgonyokat és a nyírófogakat a Connection programban tovább kell ellenőrizni, de együtt e két szoftvereszköz átfogó megoldást nyújt.
A módszer és az alkalmazás felépítése miatt a Detail alkalmazás csak vasalt alapozásokhoz alkalmas.
