Idea Statica
  • Metal
  • Concrete
  • Legături BIM
  • Support tehnic
  • Prețuri
  • Compania
  • Prezentare generală a oțelului
  • Proiectarea conexiunii
  • Design membru
  • Proiectare parametrică
  • Pereți și regiuni D
  • Checkbot
  • Integrări acceptate
  • Prezentare generală BIM
  • Vizualizator
  • API-uri
  • Centrul de asistență
  • E-learning și certificare
  • Blog
  • Descărcări și licențe
  • Planuri
  • Instrument gratuit pentru comunitate
  • Clienți de tip Enterprise
  • Studenți și profesori
  • Contact
  • Blog
  • Cercetare și dezvoltare
  • Distribuitori autorizați
  • Metal
    Prezentare generală a oțeluluiProiectarea conexiuniiDesign membruProiectare parametrică
  • Concrete
    Pereți și regiuni D
  • Legături BIM
    CheckbotIntegrări acceptatePrezentare generală BIMVizualizatorAPI-uri
  • Support tehnic
    Centrul de asistențăE-learning și certificareBlogDescărcări și licențe
  • Prețuri
    PlanuriInstrument gratuit pentru comunitateClienți de tip EnterpriseStudenți și profesori
  • Compania
    ContactBlogCercetare și dezvoltareDistribuitori autorizați
Probă gratuită de 14 zile
Probă gratuită de 14 zile

Abonați-vă la newsletter-ul nostru

Companie

  • Despre noi
  • Parteneriate
  • Cariere
  • Tehnologie brevetată pentru ingineri structuriști

Resurse

  • Proiecte ale clienților
  • Studii de caz
  • IDEA StatiCa Connection Library
  • Cărți de verificare

Legal

  • ACORD DE LICENȚĂ PENTRU UTILIZATORUL FINAL IDEA StatiCa
  • Politica globală de confidențialitate
  • Termeni și Condiții de Utilizare – IDEA StatiCa Viewer
  • Licențiere

Ajutor

  • Contact
  • Solicitare ofertă
  • Distribuitori
  • Descărcări
FacebookInstagramLinkedInYouTube

© IDEA StatiCa 2009-2026

Folosit și de încredere la nivel mondial de ingineri, fabricanți și consultanți.

Centrul de SuportArticole din Baza de Cunoștințe2.5 Tipuri de elemente finite
2.5 Tipuri de elemente finite
ConcreteKnowledge baseDetail 2DACI (USA)EN (Eurocode)

2.5 Tipuri de elemente finite

Acest articol este disponibil și în
ENCZDEESFRITPTNLHUROKRPLTHTRVIZH
Tradus automat din engleză

Modelul de analiză cu elemente finite neliniar (inelastic) este creat cu ajutorul mai multor tipuri de elemente finite utilizate pentru a modela betonul, armătura și aderența dintre acestea. Elementele de beton și de armătură sunt discretizate mai întâi independent și apoi conectate între ele folosind constrângeri multi-punct (elemente MPC). Acest lucru permite armăturii să ocupe o poziție relativă arbitrară față de beton. Dacă urmează să fie calculată verificarea lungimii de ancoraj, între armătură și elementele MPC se introduc elemente de aderență și elemente de tip arc pentru capătul de ancoraj.

Fig. 13Finite element model: reinforcement elements mapped to concrete mesh using MPC elements and bond elements.\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 13\qquad Finite element model: reinforcement elements mapped to concrete mesh using MPC elements and bond elements.}}}Fig. 13Finite element model: reinforcement elements mapped to concrete mesh using MPC elements and bond elements.

Beton

Betonul este modelat folosind elemente de tip placă patrulatere și triunghiulare, CQUAD4 și CTRIA3. Acestea pot fi definite prin patru, respectiv trei noduri. Se presupune că în aceste elemente există doar stare plană de tensiune, adică tensiunile sau deformațiile pe direcția z nu sunt luate în considerare.

Fiecare element are patru sau trei puncte de integrare, plasate la aproximativ 1/4 din dimensiunea sa. La fiecare punct de integrare din fiecare element, se calculează direcțiile deformațiilor principale α1, α2. Pe fiecare dintre aceste direcții, tensiunile principale σc1, σc2 și rigiditățile E1, E2 sunt evaluate conform diagramei efort-deformație a betonului specificate, conform Fig. 2. Trebuie remarcat faptul că efectul rezistenței reduse a betonului comprimat cuplează comportamentul direcției principale de compresiune cu starea reală a celeilalte direcții principale.

Armătură

Barele de armătură sunt modelate prin elemente 1D de tip „bară” (CROD) cu două noduri, care au doar rigiditate axială. Aceste elemente sunt conectate la elemente speciale de „aderență”, dezvoltate pentru a modela comportamentul de alunecare dintre o bară de armătură și betonul înconjurător. Aceste elemente de aderență sunt apoi conectate prin elemente MPC (constrângere multi-punct) la plasa care reprezintă betonul. Această abordare permite discretizarea independentă a armăturii și a betonului, în timp ce interconectarea lor este asigurată ulterior.

Elemente de aderență

Lungimea de ancoraj este verificată prin implementarea tensiunilor tangențiale de aderență dintre elementele de beton (2D) și elementele de bară de armătură (1D) în modelul cu elemente finite. În acest scop, a fost dezvoltat un tip de element finit de „aderență”.

Definiția elementului de aderență este similară cu cea a unui element de tip placă (CQUAD4). Este de asemenea definit prin 4 noduri, dar spre deosebire de o placă, are doar o rigiditate nenulă la forfecare între cele două noduri superioare și cele două noduri inferioare. În model, nodurile superioare sunt conectate la elementele care reprezintă armătura, iar nodurile inferioare la cele care reprezintă betonul. Comportamentul acestui element este descris de tensiunea de aderență, τb, ca funcție biliniară a alunecării dintre nodurile superioare și inferioare, δu, vezi Fig. 14.

Fig. 14(a) conceptual illustration of the deformation of a bond element; (b) a stress-deformation function.\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 14\qquad (a) conceptual illustration of the deformation of a bond element; (b) a stress-deformation function.}}}Fig. 14(a) conceptual illustration of the deformation of a bond element; (b) a stress-deformation function.

Modulul de rigiditate elastică al relației aderență-alunecare, Gb, este definit după cum urmează:

Gb=kg⋅EcØG_b = k_g \cdot \frac{E_c}{Ø}Gb​=kg​⋅ØEc​​

unde:

kg            coeficient care depinde de suprafața barei de armătură (implicit kg = 0,2)

Ec            modulul de elasticitate al betonului (considerat Ecm în cazul EN)

Ø             diametrul barei de armătură

Valorile de calcul (valorile factorizate) ale tensiunii tangențiale de aderență ultime, fbd, prevăzute în codurile de proiectare selectate respective EN 1992-1-1 sau ACI 318-19 sunt utilizate pentru verificarea lungimii de ancoraj. Ecruisarea ramurii plastice este calculată implicit ca Gb/105.

Arc de ancoraj

Prevederea capetelor de ancoraj ale barelor de armătură (adică îndoiri, cârlige, bucle...), care îndeplinește prescripțiile codurilor de proiectare, permite reducerea lungimii de ancoraj de bază a barelor (lb,net) cu un anumit factor β (denumit în continuare „coeficient de ancoraj”). Valoarea de calcul a lungimii de ancoraj (lb) este apoi calculată după cum urmează:

lb=(1−β)lb,netl_b = \left(1 - \beta\right)l_{b,net}lb​=(1−β)lb,net​

Reducerea intenționată a lb,net este echivalentă cu activarea barei de armătură la capătul său la un procent din capacitatea sa maximă dat de coeficientul de reducere a ancorajului, așa cum se arată în Fig. 15a.

Fig. 15 Model for the reduction of the anchorage length:\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 15\qquad  Model for the reduction of the anchorage length:}}}Fig. 15 Model for the reduction of the anchorage length:

(a) anchorage force along the anchorage length of the reinforcing bar; (b) slip-anchorage force constitutive relationship.\textsf{\textit{\footnotesize{(a) anchorage force along the anchorage length of the reinforcing bar; (b) slip-anchorage force constitutive relationship.}}}(a) anchorage force along the anchorage length of the reinforcing bar; (b) slip-anchorage force constitutive relationship.

Reducerea lungimii de ancoraj este inclusă în modelul cu elemente finite prin intermediul unui element de tip arc la capătul barei (Fig. 15), care este definit prin modelul constitutiv prezentat în Fig. 15b. Forța maximă transmisă de acest arc (Fau) este:

Fau=β⋅As⋅fydF_{au} = \beta \cdot A_s \cdot f_{yd}Fau​=β⋅As​⋅fyd​

unde:

β             coeficientul de ancoraj în funcție de tipul de ancoraj,

As            secțiunea transversală a barei de armătură,

fyd           valoarea de calcul (valoarea factorizată) a limitei de curgere a armăturii.

Articole conexe

Soluție pentru pereți și detalii ale structurilor din beton
  • Beton
  • Detail 2D
  • EN (Eurocode)
  • CSFM
  • SLS
  • Wall
  • ACI (USA)
  • +7
  • Beton
  • Detail 2D
  • EN (Eurocode)
  • CSFM
  • SLS
  • Wall
  • ACI (USA)

Verifications

Soluție pentru pereți și detalii ale structurilor din beton

Citește mai mult
Verificarea rezistenței la foc a structurilor din beton
  • Beton
  • EN (Eurocode)
  • RCS
  • Fire resistance
  • +4
  • Beton
  • EN (Eurocode)
  • RCS
  • Fire resistance

Webinar

Verificarea rezistenței la foc a structurilor din beton

Citește mai mult