Už se nemusíte trápit s návrhem kotvení

Podle výzkumu zveřejněného v časopise New Civil Engineer , který se dotazoval více než 100 praktikujících stavebních inženýrů, 55 % uvedlo, že stráví až 4 hodiny návrhem typického spoje ocel-beton a vytvořením související zprávy. To je poměrně hodně, když vezmeme v úvahu vše, co všechno je potřeba v projektu řešit. 

Pokud patříte k těm, kteří bojují s detaily, pak zpozorněte. IDEA StatiCa je nositelem dobrých zpráv. Tento boj je nyní u konce, protože představujeme kombinovanou sílu IDEA StatiCa Detail a IDEA StatiCa Connection, dokonalého nástroje pro kotvení návrhu. Díky tomu je kotvení návrhu snadné a zabere zlomek času než dříve.

Proč je kotvení designu pro většinu z nás tak otravné?

Než se podíváme dále na naše možnosti, definujme si, jak se věci dělaly doposud. A na chvíli se nad tím zamyslete. 

Ať už se zaměříme na Eurokód, AISC nebo jakoukoli jinou normu či specifikaci pro navrhování kotvení, všechny se shodují na několika klíčových principech, jak se vypořádat s ocelobetonovými spoji. 

• Za prvé specifikují několik způsobů porušení pro kotvy a betonové patky, které jsou dále kategorizovány podle typu zatížení. Každá podmínka je hodnocena samostatně. 

Obrázek 1: Schéma způsobů porušení – obrázek z Příručky pro navrhování spojů ocel-beton II

• Poté navrhne řešení pomocí komponentové metody, kdy je nutné spoj rozdělit na jednotlivé konfigurace a komponenty a posuzovat je jeden po druhém. 

Obrázek 2: Modely komponent – obrázek z Příručky pro navrhování spojů ocel-beton II

• Aby to bylo ještě komplikovanější, některé normy buď zcela postrádají správný postup pro posouzení betonu, nebo doporučují příliš konzervativní návrh, který navrhuje třmínky a přídavnou výztuž, aniž by se spoléhal na přesný výpočet pro konkrétní spoj. Místo toho je často nahrazena sadou pravidel pro detailing.

Na výše uvedeném přístupu není nic špatného. Je to ověřeno léty praxe, ale existuje několik "ale":

1. Návrh i jednodušších typů kotvení může trvat poměrně dlouho.
2. Konzervativní přístup se může stát poměrně náročným (pokud je to možné), pokud jde o méně typické nebo zcela nestandardní kotvení.
3. To samé platí i pro speciality, jako je kotvení k okraji nebo přenos smyku pomocí střižných ok apod. 

Obrázek 3: Případová studie – Konstrukce ukotvení ocelových kulových skladovacích nádrží, Kanada

To vede k nadměrnému plýtvání materiálem, značným časovým ztrátám nebo dokonce k předcházení případům. Ale proč, když to není nezbytně nutné? MKP metody tu máme už několik let a jejich vývoj jde stále kupředu. V IDEA, STÁJ StatiCa používáme metody CBFEM a CSFM, které by někdo mohl označit za inovativní, ale ve skutečnosti existují již nějakou dobu a jsou založeny na předpokladech nebo metodách, které jsou účinné již desítky let.

Jejich využitím v dnešním rychle se měnícím prostředí, kde je proces navrhování pod tlakem, můžeme získat neuvěřitelnou výhodu. Můžeme ušetřit čas a zároveň dosáhnout zpřesňujících výsledků. To přináší nejen klid, ale také nám to umožňuje výrazně optimalizovat materiály, což vede k úspoře nákladů. Co nám tedy nejnovější nástroje nabízejí?

IDEA StatiCa jako kompletní řešení komplexního problému

IDEA StatiCa se posouvá kupředu, jak se aplikace neustále vyvíjejí a začíná pokrývat téměř všechny případy detailů. Už není potřeba jeden nástroj na ocelové spoje, přidávání ručních výpočtů nebo další nástroj na beton. Vše nyní zvládáme a efektivně propojujeme workflow. Jak?

Před verzí 24.1 jsme v IDEA StatiCa Connection uměli vyhodnocovat ocelové části s několika omezeními a základní posouzení betonových patek (pouze prostý beton). Při použití železobetonu byly nutné další ruční výpočty a také kompletní výpočty. Neuspokojivé posudky jsou způsobeny především betonovým blokem, který způsobuje bolesti hlavy nejednomu inženýrovi.

To se mění s vydáním plné verze IDEA StatiCa 3D Detail, která je speciálně aktualizována o plné vlastnosti a funkce, jako je přenos smyku přes kotvy nebo smyková oka, určená pro kotvení případů. Je vhodný pro každého, kdo se potýká s problémy, jako je vytažení nebo selhání betonového kužele a byl frustrován nemožností začlenit výztuž do přípoje, nyní můžete snadno modelovat výztuž a provádět analýzu ve 3D detailech. Použití výztuže pokrývá tyto způsoby selhání, které by se jinak vyskytovaly v prostém betonu. Z 3D Detail můžeme získat výsledky pro posouzení mezního stavu únosnosti betonu, výztuže a kotev v tahu.

Obrázek 4: Pokryté způsoby selhání v IDEA StatiCa Connection a 3D Detail

V Přípoji pak můžete pokračovat ve vyhodnocování kotev, smykových ok, základové desky atd., no, jednoduše všech ocelových součástí jako dříve. I když obě aplikace fungují nezávisle, skutečnou výhodu mají ti, kteří spojují sílu Propojení a Detailu. Aplikace se vzájemně doplňují a pouze společně poskytují ucelený balík hodnocení. 

Zcela nová škála možností 

Ale dost řečí. Pojďme se podívat na několik praktických příkladů vhodných pro naše řešení a zjistit, co je nyní k dispozici: 

Obrázek 5: (1) Ocelový nosník na betonový nosník (2) Ocelový sloup na betonový sloup (3) Těžké kotvení pomocí střižných ok (4) Kotvení do vyztužených stěn 

Získání toho nejlepšího z obou světů

Skvělé nástroje by byly k ničemu bez jednoduchého pracovního postupu. Nikdo nechce trávit čas modelováním stejného detailu dvakrát. Propojení Detailu a Propojení pro nás tedy bylo naprostou nutností. Jediným kliknutím je import modelu včetně zatížení připraven. Jediným krokem navíc, který je třeba udělat, je přidání výztuže a model je připraven pro finální výpočet. Celý proces lze dokončit během několika minut, přesvědčte se sami:

Více o samotném importu naleznete v článku release notes: Import kotvení z Connection to Detail.

Závěr

Co říci na závěr? Pokud je pro vás navrhování spojů otravou a zabere vám nepřiměřené množství času, nyní je možná ten správný čas s tím něco udělat. Stáhněte si novou verzi, vyzkoušejte ji a dejte nám vědět, zda jdeme správným směrem. Něco nám říká – možná ty tisíce spokojených zákazníků – že už jsme.

Poznámka.: Pro správné pochopení doporučuji přečíst si Známá omezení pro 3D detail, stejně jako se ponořit do teoretických základů nebo praktičtějšího popisu funkcí pro hlubší vhled.