Ontwerp van de capaciteit van staalverbindingen (EN)

1 Nieuw project

Start IDEA StatiCa (download de nieuwste versie) en download en open het bronprojectbestand. Het ontwerp van de verbinding is klaar en wordt voorbereid voor de standaard Stress/Strain-analyse.

Opmerking: Andere seismische verbindingsontwerpen zijn te vinden in de set sjablonen Seismic in de kolom Define Geometry (Geometrie definiëren ) in de verbindingswizard sinds versie 25.0.

2 Berekening en controle

Start de spanning/rekanalyse met de knop Berekenen in het lint. Het rekenmodel wordt automatisch gegenereerd, de berekening wordt uitgevoerd en je kunt de algemene controleresultaten zien in de linkerbovenhoek van de scène.

Je kunt zien dat op basis van de spanning/rekanalyse de verbinding goed ontworpen is en alle controles heeft doorstaan.

Kopieer dit projectitem om deze resultaten te behouden.

3 Capaciteitscontrole

Wijzig in het nieuwe projectitem (CON2) het analysetype in CD - Capaciteitsontwerp.

Het dissipatieve item moet worden geselecteerd. Het kan worden toegevoegd met de opdracht op het bovenste lint of door met de rechtermuisknop te klikken in de boom in de scène.

Een element of plaat waar een plastisch scharnier wordt verwacht moet worden gekozen als een dissipatief item. De materiaal oversterkte factor en de vervormingsfactor worden toegepast op het gekozen element. Selecteer in dit voorbeeld het element IPE360 als dissipatief element en bevestig de selectie.

Pas de parameters aan in de eigenschappen van het IPE360 element:

• Stel het modeltype in op N-Vz-My, omdat de verbinding het buigmoment alleen in het verticale vlak kan weerstaan en buiging rond de kleine balkas moet worden beperkt. Meer hierover in Hoe modelleer ik een enkele boutverbinding (Modeltype)?
• Zet de parameter Krachten in op Positie, want dan kan de exacte positie van de werkende kracht worden gedefinieerd. De positie van het plastische scharnier is gelijk aan de positie van de werkende kracht: X = 365 mm. Meer hierover in Hoe definieer je de juiste belastingspositie (Krachten in)

Hoe weet je de juiste positie van het scharnier? De ingenieur moet bepalen waar het zal optreden. Gewoonlijk wordt het plastisch scharnier bepaald op de balk. In dit voorbeeld zal het zich net achter het oppervlak van de laatste verstijving voordoen. Het is handig om de positie af te lezen uit de toepassing (wireframe-weergave).

In de volgende stap moeten de belastingseffecten worden gedefinieerd. Belastingen voor seismische analyse zijn code-afhankelijk (de materiaaloversterktefactor, de rekverhardingsfactor) en worden ook beïnvloed door de vloeigrens, geometrische eigenschappen van de doorsnede, enz.

Belastingen voor dit voorbeeld werden berekend met deze procedure:

\[M_{\textrm{Ed}} = \gamma_{\textrm{sh}} \cdot f_{\textrm{y,ov}} \cdot W_{\textrm{p}l} = 1.2 \cdot 447.75 \cdot 10^6 \cdot 1.0218 \cdot 10^{-3} = 544.12 \, \textrm{kNm} \]

\( \gamma_{\textrm{sh}} = 1.2 \) 

\( f_\textrm{y} = 355 \, \textrm{MPa} \)

\( f_{\textrm{y,ov}} = f_\textrm{y} \cdot \gamma_{\textrm{ov}} = 355 \cdot 1.25 = 443.75\, \textrm{MPa} \)

\( \gamma_{\textrm{ov}} = 1.25 \) 

\( W_{\textrm{pl,IPE360}} = 1.0218 \cdot 10^6 \, \textrm{mm}^3 \)

\[ V_{\textrm{Ed}} = \frac{2 \cdot M_{\textrm{Ed}}}{L_{h}} = 2 \cdot \frac{544.12}{7.32} = 148.67 \, \textrm{kN} \]

\(L_{h} = 7.32 \, \textrm{m} \, -\) afstand tussen plastische scharnieren op de balk

Voeg de berekende dwarskracht en het buigmoment toe als een nieuw belastingseffect (LE).

De dwarskracht en het buigend moment moeten de juiste tekens hebben zodat het buigend moment afneemt op de balk in de richting weg van het knooppunt.

Kopieer deze LE en verander de oriëntatie van de optredende krachten zodat de tweede LE in de tegenovergestelde richting werkt.

Nu kan de capaciteitsanalyse worden gestart met het commando Calculate .

Je kunt aan de resultaten zien dat de verbinding niet door de normcontrole is gekomen. Er zijn enkele wijzigingen in het ontwerp nodig.

Verhoog de dikte van de eindplaat tot 25 mm om vervorming te voorkomen.

Voeg een verdubbelaar toe aan het lijf om de belastbaarheid van de kolom te vergroten (voeg een verstevigingsplaat toe bij de bewerking).

De verdikker wordt met lassen aan het lijf van de kolom bevestigd, de lasnaad aan de flenzen moet ook worden gedefinieerd.

De andere vier lassen moeten worden toegevoegd om de verdikker aan beide zijden van de kolom aan beide flenzen te lassen.

De verstijvers aan de kolom moeten worden gesneden en aan de dubbele delen worden gelast door Snede van de plaat .

Herhaal het snijden van de plaat om alle vier de verstijvers met de dubbele flenzen te verbinden.

Alle ontwerpacties zijn nu klaar, voer Calculate uit in het tabblad Check . Je kunt zien dat alle componenten (zoals lassen en bouten) de code-check hebben doorstaan. De plastische rek van de dissipatieve itemplaten heeft geen invloed op de algemene resultaten.

Het optreden van het plastische scharnier kan worden onderzocht als de plastische rek.

Het plastische scharnier verscheen op de verwachte locatie en deze verbinding voldeed aan de controles die vereist zijn door het capaciteitsontwerp.

Voor een beter begrip van de resultaten, zie de Theoretische achtergrond.

4 Rapport

Eindelijk kun je het rapport bekijken. IDEA StatiCa biedt een volledig aanpasbaar rapport om af te drukken of op te slaan in een bewerkbaar formaat.

Je hebt een capaciteitsontwerpcontrole uitgevoerd van een stalen constructieverbinding volgens Eurocode (EN).