Steifigkeitsanalyse

Dieser Artikel ist auch verfügbar in:
In jedem Tragwerk hängt die Verteilung der Schnittgrößen von der Steifigkeit seiner Bauteile ab. IDEA StatiCa kann die Steifigkeit der Verbindung bestimmen und überprüfen, ob die Verbindung konform mit dem globalen Modell aus der Statik ist. Folgender Artikel befasst sich mit diesem Thema.

Verwenden Sie die Steifigkeitsanalyse in IDEA StatiCa Connection, um zu bestimmen, ob die Verbindungen gelenkig, semistarr oder starr sind. Die Klassifizierung der Verbindung richtet sich nach der gewählten nationalen Norm.

Als Ergebnis der Steifigkeitsanalyse erhalten Sie das Moment-Rotations-Diagramm und eine Tabelle mit mehreren Werten. Basierend auf der Kurve und einer ausgewählten Norm wird der Verbindung eine Klasse zugeordnet 

  • gelenkig
  • starr
  • semistarr
Rotationssteifigkeit Verbindung

Um die Steifigkeit richtig analysieren zu können, müssen weitere Parameter eingestellt werden

  • theoretische Länge des Stabes 
  • richtige Belastung
  • Parameter für ausgesteiften Rahmen

Es gibt mehrere Informationsquellen zu dieser Art der Analyse. Wir empfehlen Ihnen, den allgemeinen Teil des Theoretischen Hintergrunds und den Blogbeitrag „Warum sich mit Verbindungssteifigkeit die Mühe machen“ zu lesen und/oder sich eines unserer Webinare zu diesem Thema anzusehen (siehe unten).

Um die Steifigkeitsergebnisse mit Ihrem globalen FEA-Modell zu kombinieren, lesen Sie den Artikel „Verbindungssteifigkeit und ihre Verwendung in der globalen Analyse“ und/oder schauen Sie sich das Video „So fügen Sie Rotationssteifigkeit in Ihr FEA-Modell ein“ an .

Am Ende des Artikels finden Sie mehrere Schritt-für-Schritt-Anleitungen .

Modell zur Steifigkeitsbewertung

Um die Rotationssteifigkeit kjoint der Verbindung selbst und die entsprechende Rotation θ2 zu bewerten , subtrahieren wir den Teil der Steifigkeit, der der Verformung der Elemente θ1 zugeordnet ist , von der Gesamtverformung θtot.

Die Drehung der Stäbe θ1 wird am Modell mit ideal starren Verbindungen zwischen allen Stäben ausgewertet. Die Gesamtdrehung θtot wird am Modell mit realen Fertigungsvorgängen bewertet.

Die aus der Steifigkeitsanalyse erhaltenen Ergebnisse entsprechen dem kjoint und θ2.

Theoretischer Hintergrund

Lesen Sie die wesentlichen Informationen zur Steifigkeitsanalyse in unserem Theoretischen Hintergrund. Die oben genannten Einstellungen werden im allgemeinen Teil beschrieben.

Der allgemeine Teil des Theoretischen Hintergrunds zur Steifigkeitsanalyse und ihren Ergebnissen:

Steifigkeitsanalyse und Verformungskapazität von Stahlverbindungen

Spezifische Teile des theoretischen Hintergrunds für jeden der unterstützten nationalen Standards:

Weitere Artikel zum Thema Verbindungssteifigkeit und Nachweise

Ausführlichere Informationen und einige Verifizierungsstudien finden Sie in den folgenden Artikeln. Einige davon sind Teil des Buches „ Benchmark Cases for Advanced Design of Structural Steel Connections “ von Prof. Wald und sein Team. 

Webinare und Videos

In der Vergangenheit haben wir mehrere Webinare zum Thema Steifigkeit der Verbindung durchgeführt. Außerdem beschreiben einige andere Videos die Arbeit in der Anwendung. Hier finden Sie Inspirationen aus realen Projekten sowie Hinweise zur korrekten Einrichtung Ihrer Rechenmodelle.

Connection Wednesdays - Steifigkeitsklassifizierung

In diesem Webinar gehen wir kurz auf die Norm-Anforderungen im Zusammenhang mit der Steifigkeitsklassifizierung ein. Anschließend versuchen wir, die Verbindungen eines tatsächlichen Rahmens zu entwerfen, der zunächst als starr ausgelegt ist. Wir verwenden eine halbstarre Konfiguration und wenden anschließend das vorhergesagte Verhalten auf die globale Analysestruktur an. Während dieses Prozesses untersuchen wir häufige Fragen und bewerten deren Auswirkungen auf das Design.

Connection Wednesdays - Bahnbrechende Analyse der Steifigkeit von Verbindungen

Während des Webinars sehen Sie den gesamten Arbeitsablauf der Modellierung, Belastung und Normprüfung einer interessanten Stahlverbindung. 

Connection Wednesdays - Residence in Ružomberok Verbindung

Plattformverbindungen sollten normalerweise starr sein, aber was, wenn die Realität nicht so einfach ist? Wie kann die Steifigkeitsanalyse der Verbindungen korrekt eingegeben werden? Siehe die Analyse der Verbindungssteifigkeit des Rahmens und die Auswirkungen der Steifigkeit auf das FEM-Modell.

So integrieren Sie Rotationssteifigkeit in Ihr FEA-Modell

Die Steifigkeit der Verbindung ist ein wesentlicher und unverzichtbarer Faktor bei der Gestaltung der Gesamtstruktur für semistarre Verbindungen. Die Frage ist: Wo kann ich die Steifigkeit der Verbindung berechnen und welche Steifigkeit sollte für meine Konstruktion verwendet werden? 

Design und Nachweis der Verbindung vom Velodrom in Jakarta

Die folgende Webinar-Aufzeichnung erklärt, wie das Steifigkeitsanalysediagramm aufgebaut ist, welche Einstellungen es gibt und welche Ergebnisse Sie erhalten.

Aktualisierungen in Versionen

Die folgenden Funktionen sind Teil unserer Versionshinweise zu IDEA StatiCa und können mit der Steifigkeitsanalyse zusammenhängen. Weitere Informationen zu den Funktionen finden Sie in den entsprechenden Artikeln unter dem Link. 

Durch Schrauben- und Schweißfehler begrenzte Rotationsfähigkeit (Steifigkeitsanalyse) (Version 21.0)

Export der Moment-Rotations-Kurve nach CSV und DXF (Version 22.0)

Tutorials

Wir haben Schritt-für-Schritt-Anleitungen erstellt, um das Modell einzurichten und die Analyse durchzuführen. Nachfolgend finden Sie die Links dazu:

Steifigkeitsanalyse einer Stahlverbindung (DE)

Steifigkeitsanalyse einer Stahlverbindung (AISC)

Rotationssteifigkeit eines Voutenträgers

Zugehörige Artikel

Warum sich mit der Rotationssteifigkeit beschäftigen

Connection Wednesdays - Steifigkeitsklassifizierung

Rotationssteifigkeit und ihre Anwendung in der globalen Analyse

IDEA StatiCa Connection - Bemessung von Stahlverbindungen