Stabiliteit van slanke RC prefab kolommen met consoles

Technisch probleem

Stel je voor dat je een kolom van gewapend beton (RC) moet ontwerpen. De investeerder van het project zegt dat de kolom zo slank mogelijk moet zijn met consoles om de aangrenzende balken te kunnen ondersteunen. De doorsnede van de kolom is rechthoekig, afmetingen zijn... betonklasse is.... De kolom wordt blootgesteld aan wisselende belastingen van het dak ( live-, sneeuw- en windbelasting), het eigen gewicht, en excentrische, geconcentreerde belastingen afkomstig van de aangrenzende balken via de korte consoles.

Hoe kan de stabiliteit van slanke prefab RC-kolommen met consoles worden opgelost?

U kunt de weg bewandelen van handmatige maar vervelende berekeningen. U kunt ook eenvoudige hulpmiddelen in de vorm van Excel-spreadsheets gebruiken. Of u kunt een modern hulpmiddel gebruiken dat ontworpen is om soortgelijke taken in enkele minuten op te lossen. IDEA StatiCa Member is zo'n hulpmiddel. 

Dankzij geavanceerde analyses kunt u slanke betonnen kolommen in enkele minuten ontwerpen en controleren. De workflow is zo ontwikkeld dat u eenvoudig het constructiesysteem kunt creëren, het kunt onderwerpen aan alle op de staven werkende belastingen, de wapening kunt ontwerpen en onmiddellijk de analyses en controles kunt uitvoeren. Tegelijkertijd leggen geavanceerde niet-lineaire analyses (GMNIA) het werkelijke gedrag vast van slanke staven, die de neiging hebben hun stabiliteit te verliezen voordat de uiterste sterkte van het materiaal is bereikt.

Laten we bij het begin beginnen:

• Creëer de geometrie via algemene toewijzing. Door de nummering van de knooppunten kunt u heel gemakkelijk het constructieschema bepalen.

• Hoe kunt u zich snel oriënteren in uw model? De verbindingen worden weergegeven met de kubus eromheen die opgelicht wordt wanneer de verbinding geselecteerd is, hetzij in de navigatieboom, hetzij in de 3D scène. Door te klikken op Joints in het lint kunnen ook de labels worden getoond. Schakel tussen solid, transparant en wireframe weergave modes.

• Gebruik verwante staven indien nodig. Als er een verwant stavenelement bestaat, is het aan te bevelen dit te modelleren om het werkelijke gedrag of de randvoorwaarden van het geanalyseerde stavenelement weer te geven. Controleer of de beperkingen in overeenstemming zijn met het globale model voor de gehele constructie.

• Hoe kunt u snel en effectief zijn bij het maken van het model? Gebruik de rechtermuisknop op uw muis. Voeg gemakkelijk een belastingseffect of een wapening toe.

• U kunt een lijn- of puntbelasting aanbrengen op alle staven, geanalyseerd en verwant. De belastingswaarden moeten worden verrekend.

• Optimaliseer de indeling van de wapening met behulp van de check-boxes door ze aan en uit te zetten. Of bewerk de wapening direct in het eigenschappenscherm in plaats van de wapeningseditor te openen.
• Voer alle soorten niet-lineaire analyses uit en controleer de resultaten en checks.

Geïsoleerd element of de hele constructie?

Bevalt de hierboven genoemde workflow u, maar geeft u er de voorkeur aan het globale model van de gehele constructie in FEA-software (SCIA Engineer, RFEM, AxisVM, Robot Structural Analysis, SAP2000, enz.) te modelleren in plaats van alleen het geïsoleerde element op te lossen? 

Geen enkel probleem. IDEA StatiCa Member kan via Checkbot gekoppeld worden aan uw FEA global model en u kunt hier de kritische kolom importeren inclusief de geometrie, het materiaal en de belastingen. Vervolgens hoeven alleen nog de randvoorwaarden te worden ingesteld en kan een GMNIA analyse worden uitgevoerd. Controleer of uw FEA gekoppeld is aan IDEA StatiCa!

Hoe zit het met het ontwerp van de console?

Console of corbel is een bekend discontinuïteitsgebied waar de klassieke balktheorie niet kan worden toegepast. Daarvoor is er een Compatibele Spanningsveldmethode Compatible stress field method (CSFM) ontwikkeld en geïmplementeerd in IDEA StatiCa Detail. Als u geïnteresseerd bent in het ontwerpen en controleren van de korte console, bekijk dan onze tutorial of webinar gewijd aan dit onderwerp.

Waarom IDEA StatiCa Member?

IDEA StatiCa Member voor beton is ontwikkeld om een eenvoudige engineering workflow te leveren voor complexe taken zoals het overwegen van niet-lineaire berekeningen, stabiliteit van slanke kolommen, rekening houdend met materiaal en geometrische niet-lineariteiten inclusief initiële onvolkomenheden en conform de code (tot nu toe, de Eurocode). Gebruik de complexe analyse verpakt in een eenvoudige workflow en een vriendelijke omgeving!