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技术支持中心教程带基座和锚板锚栓的基础(EN)
带基座和锚板锚栓的基础(EN)
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带基座和锚板锚栓的基础(EN)

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本教程的最终目标是介绍对带基座和现浇锚板锚栓的基础进行成功设计和规范校核所需的建模方法和关键原则。完成本教程后,您将能够自信地设计此类结构构件。

1 新建项目

首先启动 IDEA StatiCa 应用程序。在 IDEA StatiCa 主窗口中,打开 Detail 软件以定义新项目。 

选择模型类型 - 3D -> 类别 - 通用 ->参数和初始设置,然后创建模型。

2 几何

开始建模时,选择模型实体和实体块。 

标准长方体弹出,其尺寸定义为宽度 - X、深度 - Y 和高度 - Z,与 GCS(全局坐标系)相关。场景左上角的不符合项系统将提示您缺少哪些内容以启动成功的分析。

负体积表示与原始体积相交的切除部分。 

定义负体积->面 - 1 ->边 - 3 -> 局部 Z 位置 - 2.5 m 的尺寸。透明模式显示负体积。 

操作 - 切割表示称为差集的布尔操作。此过程根据负体积几何形状有效地移除原始段的相应部分。

原始体积 SB1 被 NV1 切割。 

使用负体积 NV1 并复制该操作。复制操作后,启用边 - 4。NV2 将移至对称位置并相应对齐。

复制操作 CUT1 并将 NV2 设置为切割属性。

创建 NV3 后,必须将深度调整为 0.75 米,并将面编号重新分配为 2。

用 NV3 切割原始体积。

最后一步是复制 NV3 以生成 NV4。更改面和边,然后将其设置为编号 4。

复制操作 CUT3 并将 NV4 重新应用为切割体积。

混凝土部分的最终几何形状。后续章节的过渡节点。

3 支座

面支座是约束结构的唯一选项。

支座系统提供三个自由度。面支座在三个方向上分别提供刚度输入。这些参数对整体模型行为有重要影响。

本示例的竖向刚度 15 MN/m3 来源于网络上的文章。假设为"细粒或轻度压实土"。表格作为参考,提供了适用值范围的概览。

面支座的水平刚度至关重要。若刚度为完全刚性,则靠近土-混凝土界面第一层钢筋中的弯曲钢筋几乎不受应力。

第二种极端情况是水平刚度设置为极低水平。此调整会导致剪力引起明显的整体位移。

当前情况下,最优水平刚度确定为 1 MN/m3。

支座自动设置为受拉无效(编号 1/灰色按钮)。要激活刚度定义,请点击笔形图标(编号 2)。

4 设计

底板是树根段、锚栓和砂浆层的基本构件。 

底板应牢固地放置在砂浆接缝上,螺母从顶部和底部双向施加。层的厚度指定为 50 mm。剪力将通过锚栓有效传递,而柱(IPE 500 截面)绕其局部轴旋转 90 度。

柱截面用于将力适当地重新分配到底板中。力的传递、连接和指定方式详见此处。

要连接底板和混凝土部分,需要定义单锚栓并指定其属性。

已选择现浇方式,在锚栓端部设置锚板。默认情况下,锚栓设计为同时传递拉力和压力以及剪力。锚栓的 X 和 Y 坐标相应设置。

从此处开始,锚栓的 X 坐标将仅进行调整以在一侧建立一系列锚栓。强烈建议使用复制按钮复制锚栓以加快操作过程。

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为高效复制预定义的锚栓系列,请使用多选功能以简化执行过程。

多选功能便于批量将 Y 坐标修改为 -0.09 m,从而显著加快设计过程。这些高效的技巧和方法旨在提升您的工作效率。

带砂浆接缝、树根段和锚板锚栓的锚固已完成,可进入下一阶段。

5 荷载效应

定义荷载工况并通过点荷载选择作用。

集中力施加在 LCS 位置的原点处,并通过刚性单元传递至构件端部。由于钢构件不在 3D Detail 中进行评估,请使用 IDEA StatiCa Connection 或类似工具验证构件和底板,以避免钢构件承受过大荷载。作为次要荷载,指定混凝土块的自重。复制整个荷载工况。 

软件主要使用组合,而非单独的荷载工况。必须明确定义组合。本模型使用承载能力极限状态组合 LC1 和 LC2 作为荷载工况,在组合选项卡中以分项系数 1 进行整合。

组合将现有荷载工况的荷载叠加以启动分析。非线性求解可靠地处理荷载,精确求和至关重要。

6 钢筋

钢筋配置遵循规定的构造标准。这些标准至关重要,因为分析未考虑特定效应。例如,收缩和水化热等现象会在钢筋中产生附加应变和应力,从而促进裂缝的形成。 

以下部分概述了带基座的整个基础钢筋布置的步骤。按照步骤(1)操作。您可以在功能区(2)中停用钢筋以仅查看所选钢筋,这将帮助您直观地识别每个组。

钢筋布置最终方案已准备好进行计算。

7 校核

本章进入后处理阶段,对结果进行汇总和展示。结果易于理解,主要针对规范校核进行定制。详细而全面的结果可在辅助选项卡中查看。

运行计算并查看汇总校核结果。这些结果将给出明确的通过/不通过判断。 

第一项详细校核聚焦于强度 - 混凝土。使用可缩放应力色板,可轻松识别关键位置。

第二项校核针对钢筋,清晰显示哪些钢筋受压、哪些受拉。 

锚栓在最后一个选项卡中单独进行规范校核。可以观察到锚栓同时承受拉力和压力。原因在于所选系统——现浇/带螺母砂浆接缝/锚板。

变形验证已移至辅助选项卡。值得注意的是,变形分析应作为初步合理性检查,以确保结构行为与预期结果一致。

8 报告

最后,转到报告选项卡。IDEA StatiCa 提供完全可定制的报告,可打印或以可编辑格式保存。

您已成功完成设计和评估,并掌握了在日常工作中使用的技能。继续保持,并在社交媒体上分享您的成果。

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