Beulen- oder Knickanalyse eines Stahlanschlusses (EN)

1 Neues Projekt

Starten Sie IDEA StatiCa (laden Sie die neueste Version herunter) und wählen Sie die Connection Anwendung.

Erstellen Sie ein neues Projekt, indem Sie die dem gewünschten Design am nächsten liegende Vorlage auswählen. Geben Sie den Namen ein, wählen Sie die Stahlgüte S355, den Bemessungscode Eurocode, und Projekt erstellen.

Da wir den EN-Code verwenden, stellen Sie die metrischen Einheiten ein (siehe Wie man das Einheitensystem ändert).

2 Geometrie

Beginnen Sie mit der Änderung des Querschnitts des horizontalen Bauteils C. Verwenden Sie einen Rechtsklick auf das Bauteil in der Szene oder die Schaltfläche Stift in den Eigenschaften, um den Querschnitt der gleichen Form zu ändern.

Wählen Sie IPE220 aus der Bibliothek.

Ändern Sie nun den Querschnitt des vertikalen Bauteils B auf eine andere Form, indem Sie wieder die rechte Maustaste auf das Bauteil in der Szene oder die Schaltfläche Plus in den Eigenschaften verwenden.

Wählen Sie die Gruppe Rechteckige Hohlprofile und bestätigen Sie den Querschnittstyp RHS120/80/8.0 .

Jetzt können Sie die Eigenschaften des Bauteils B ändern. Stellen Sie den Modelltyp auf N-Vy-Vz und den Parameter Kräfte in auf Schrauben.

Lesen Sie mehr über den Modelltyp und die Parameter Kräfte in den Artikeln Wie man einen Einzelschrauben-Anschluss modelliert (Modelltyp) und Wie man die korrekte Lastposition definiert (Kräfte in).

3 Lasteffekte

Fahren wir mit den Lasteffekten fort. Der Lasteffekt LE1 wurde automatisch hinzugefügt. Geben Sie -40 kN Normalkraft N [kN] für das Bauteil B / Ende im Reiter ein und -20 kN Querkraft Vz [kN] für beide Enden des Bauteils C (C / Anfang, C / Ende).

4 Konstruktion

Definieren Sie nun die Fertigungsoperationen. Klicken Sie auf die Symbole Operations im Menüband (alternativ Rechtsklick auf Operations im Strukturbaum und Neue Operation).

Wählen Sie die Operation Verbindungsblech aus der Liste der verfügbaren Fertigungsoperationen.

Definieren Sie nun die Eigenschaften des Verbindungsblechs CPL1. Ändern Sie die Dicke des Knotenblechs und des Verbindungsblechs auf 6 mm, die Breite des Knotenblechs und des Verbindungsblechs auf 140 mm, ändern Sie den Typ des Verbindungsblechs auf Ausgeklinktes Bauteil und wählen Sie die Schrauben M16 8.8 .

Das Modell ist bereit zur Analyse.

5 Berechnung und Nachweis

Navigieren Sie zum Reiter Check im oberen Menüband und starten Sie die Berechnung sowohl der EPS-(Spannung/Dehnung)- als auch der Beulanalyse über den Befehl Calculate und Stress/strain - Buckling.

Aktivieren Sie die Ansicht Beulform, Netz und Verformt. Die Tabelle der kritischen Beulfaktoren finden Sie im Reiter Buckling .

Durch Klicken auf jede Zeile in der Tabelle der kritischen Beulfaktoren können Sie die verformten Formen im 3D-Fenster durchsuchen und visuell analysieren.

Um die Ergebnisse der Analyse zu verstehen, lesen Sie bitte die empfohlenen Dokumente, wie den Theoretischen Hintergrund oder den Artikel Globales Beulen vs. lokales Beulen. Was bedeutet das?, oder den Blogbeitrag Beulen erfordert kritisches Denken!.

Da es sich hier um einen Fall von globalem Beulen handelt und der Beulfaktor niedriger als 15 ist, sollten Sie eine der folgenden Maßnahmen anwenden:

• Simulieren Sie die Effekte 2. Ordnung - fügen Sie eine zusätzliche Querkraft senkrecht zum Knotenblech als destabilisierende Kraft aufgrund von Exzentrizitäten mit der Größe V = N / 10 an der Position des Schraubengruppenmittelpunkts hinzu; einen Vorschlag für diesen Anschlusstyp finden Sie im Artikel Knotenblech-Design in IDEA StatiCa Connection.
• oder verstärken Sie den Anschluss und berechnen Sie die Beulanalyse erneut, um sicherzustellen, dass der kritische Beulfaktor höher als 15 ist,
• oder verwenden Sie eine andere Analyse oder Vorgehensweise, um sicherzustellen, dass das Beulen für den entworfenen Anschluss nicht gefährlich ist.

Wir werden die erste Maßnahme anwenden. Gehen Sie zurück zu Design, öffnen Sie den Lasteffekt LE1, und geben Sie 4 kN Querkraft Vy für B / Ende und -2 kN Querkraft Vy für C / Anfang und C / Ende ein.

Berechnen Sie die Spannungs-/Dehnungsanalyse erneut (keine weitere Beulanalyse erforderlich). Die Gesamtergebnisse zeigen, dass der Anschluss alle Normnachweise erfüllt.

6 Bericht

Gehen Sie als letzten Schritt zum Reiter Report und generieren Sie ihn. IDEA StatiCa bietet einen vollständig anpassbaren Bericht zum Ausdrucken oder Speichern in einem editierbaren Format.

Sie haben einen Stahlbau-Anschluss nach Eurocode (EN) entworfen und normnachweislich geprüft.