Tragwerksplanung eines stählernen Querträgers unter Berücksichtigung von Biegedrillknicken (EN)
1 Neues Projekt
Öffnen Sie IDEA StatiCa und wählen Sie die Member -Anwendung.
Erstellen Sie ein neues Projekt, geben Sie seinen Namen ein und wählen Sie einen Ordner aus, in dem es gespeichert wird. Wählen Sie dann den Bemessungscode, die anfänglichen Materialeigenschaften und den Topologietyp. Definieren Sie die Spannweite des analysierten Bauteils mit 4 m. Klicken Sie abschließend auf Projekt erstellen und beginnen Sie mit der Modellierung des tragwerksbezogenen Details.
Das neue Projekt wird erstellt und Sie können mit der Bemessung beginnen.
2 Analysierte Bauteile
Die empfohlene Vorgehensweise zur Bemessung eines tragwerksbezogenen Details in IDEA StatiCa Member besteht darin, die Reihenfolge der Entitätsbaumstruktur im 3D-Fenster von oben nach unten zu befolgen. Sie beginnen mit den analysierten Bauteilen.
Setzen Sie den Versatz ez gemäß den Eigenschaften des globalen FEM-Modells auf -275 mm.
3 Zugehörige Bauteile
Die vom Assistenten generierten zugehörigen Bauteile haben nicht die richtigen Eigenschaften und Sie werden sie alle löschen.
Sie müssen alle verbleibenden zugehörigen Bauteile löschen. Ihr Projekt sieht nun wie das in der folgenden Abbildung aus.
Jetzt ist es an der Zeit, durchlaufende zugehörige Bauteile in der richtigen Richtung hinzuzufügen. Fügen Sie in CON1 ein durchlaufendes zugehöriges Bauteil in Y-Richtung hinzu.
Im hinzugefügten zugehörigen Bauteil RM2 ändern Sie den Querschnitt auf den geschweißten I-Querschnitt mit den Parametern gemäß der folgenden Abbildung.
Ändern Sie abschließend die Längeneigenschaften und Randbedingungen von RM2.
Jetzt ist es an der Zeit, den zweiten Hauptträger durch ein zweites durchlaufendes zugehöriges Bauteil in Y-Richtung in den Eigenschaften von CON2 hinzuzufügen.
Passen Sie die Eigenschaften von RM3 an die von RM2 an.
4 Lasten
Belasten Sie das Member-Modell mit den aus dem globalen FEA-Modell gewonnenen Daten. Informationen zur korrekten Einstellung der Lasten finden Sie im theoretischen Hintergrund.
5 Verbindungen
Sie können zum nächsten Element in der Entitätsbaumstruktur übergehen, um die Verbindungen zu bemessen. Wählen Sie einfach CON1 und Verbindung bearbeiten.
Das IDEA StatiCa Connection-Fenster wird in wenigen Sekunden angezeigt. Jetzt können Sie die Verbindung erstellen, indem Sie die erforderlichen Operationen hinzufügen – Stirnplatte, vorderer und hinterer Verbreiterung sowie Steife.
Jetzt können Sie CON1 schließen und speichern.
CON1 ist eingestellt. Klicken Sie nun auf CON2 und wenden Sie mithilfe der Funktion Zuletzt verwendete Verbindung dieselbe Verbindung auf CON2 an.
Wie Sie sehen können, wird die Steife nicht korrekt generiert. Klicken Sie daher auf Verbindung bearbeiten, wählen Sie die Steife aus und ändern Sie die Position auf Vorderseite. Anschließend können Sie das Fenster schließen – vergessen Sie nicht, es zu speichern.
6 Normnachweis
Der Normnachweis kann nun durchgeführt werden. Wechseln Sie zur Registerkarte Normnachweis. Zunächst muss die MNA-Analyse durchgeführt werden, dann die LBA und im letzten Schritt kann die GMNIA-Analyse durchgeführt werden. Diese Reihenfolge muss eingehalten werden. Berechnen Sie die MNA.
Die MNA-Ergebnisse wurden geliefert. Überprüfen Sie die Ergebnisse, aktivieren Sie die Usum-Verformungsansicht und sehen Sie sich die Ergebnisse an.
Ändern Sie nun den Analysetyp auf LBA und wählen Sie den Befehl Berechnen.
Die LBA-Ergebnisse wurden geliefert. Überprüfen Sie die erste Beulform (mit aktivierter Usum-Verformungsansicht ist sie visuell deutlicher erkennbar). Diese Beulform stellt den Stabilitätsverlust durch Biegedrillknicken (BDK) dar.
Die zweite Beulform stellt das lokale Beulen des hohen Trägerstegblechs dar.
Sie müssen alle bereitgestellten Beulformen durchgehen und entscheiden, welche die kritischste ist. IDEA StatiCa betrachtet die erste Beulform als die kritischste. Gemäß EN 1993-1-1 werden die lokalen Imperfektionen für das analysierte Bauteil berechnet. IDEA StatiCa empfiehlt, die Materialien zu Imperfektionen zu studieren.
Die Länge des analysierten Bauteils beträgt 4000 mm, L / 300 = 4000 / 300 = 13,33 mm. Da hauptsächlich der Versagensmodus Biegedrillknicken analysiert werden soll, wird die Exzentrizitätsamplitude mit k = 0,5 multipliziert.
Der berechnete Imperfektion beträgt 7 mm für die erste Beulform. Nach dem Festlegen der Imperfektionen können Sie die Analyse mit dem Befehl Berechnen starten.
Die GMNIA-Ergebnisse werden bereitgestellt und Sie können sehen, dass nicht die gesamte Last aufgebracht werden kann. Sie können die plastische Dehnung des Obergurts des Querträgers erkennen.
Um die Tragfähigkeit zu erhöhen, können Sie einige Steifen hinzufügen.
7 Operationen
Wechseln Sie zur Registerkarte Entwurf und fügen Sie eine Neue Operation hinzu, indem Sie mit der rechten Maustaste auf Operationen in der Entitätsbaumstruktur klicken.
Wählen Sie die Quersteife aus.
Legen Sie die Eigenschaften von STIFF T1 gemäß der folgenden Abbildung fest.
Fügen Sie eine weitere Steife hinzu und legen Sie deren Eigenschaften gemäß der folgenden Abbildung fest.
Jetzt können Sie alle Analysen auf dieselbe Weise wie zuvor starten. Sie überprüfen die bereitgestellten Ergebnisse mit dem Einfluss der Steifen auf das analysierte Bauteil.
Jetzt können Sie sehen, dass 100 % der Last aufgebracht wurden.
8 Bericht
Wechseln Sie abschließend zur Registerkarte Bericht. IDEA StatiCa bietet einen vollständig anpassbaren Bericht zum Ausdrucken oder Speichern in einem bearbeitbaren Format.
Wir haben den Querträger in IDEA StatiCa Member bemessen und den Normnachweis durchgeführt.