Stijfheidsberekening en vervormingscapaciteit

SupportCenter.LocalizedArticle

Verbindingen worden geclassificeerd op basis van stijfheid tot stijf, flexibel of scharnierend. De ingenieur moet ervoor zorgen dat de stijfheid van de verbinding overeenkomt met de stijfheid waarvan uitgegaan wordt in de CAE-software.

De CBFEM-methode maakt het mogelijk om de stijfheid van de verbinding van individuele aangesloten staven te berekenen. Voor de juiste stijfheidsberekening moet voor elke geanalyseerde staaf een afzonderlijk analysemodel worden gemaakt. Vervolgens wordt de stijfheidsberekening niet beïnvloed door de stijfheid van andere verbindingselementen, maar alleen door het knooppunt zelf en de constructie van de verbinding van de berekende staaf. Terwijl de dragende staaf wordt ondersteund voor de sterkteberekening (staaf SL in de onderstaande afbeelding), worden alle staven behalve de geanalyseerde ondersteund door de stijfheidsberekening (zie twee afbeeldingen hieronder voor stijfheidsberekening van staven B1 en B3).

Sterkteberekening van de verbinding met opleggingen in IDEA CONNECTION

Opleggingen op staven voor sterkteberekening

Stijfheidsberekening van de verbinding met berekende staaf in plaats van dragende staaf
Opleggingen op staven voor stijfheidsberekening van staaf B1Opleggingen op staven voor stijfheidsberekening van staaf B3

Belastingen kunnen alleen op de berekende staaf worden toegepast. Als het buigmoment My is gedefinieerd, wordt de rotatiestijfheid rond de y-as geanalyseerd. Als het buigmoment Mz is gedefinieerd, wordt de rotatiestijfheid om de z-as geanalyseerd. Als axiale kracht N is gedefinieerd, wordt de axiale stijfheid van de verbinding geanalyseerd.

Het programma genereert automatisch een compleet diagram, het wordt direct weergegeven in de resultaten en kan worden toegevoegd aan het rapport. Rotatie- of axiale stijfheid kan worden bestudeerd voor specifieke ontwerpbelastingen. IDEA StatiCa Connection kan ook omgaan met de interactie van de andere snedekrachten.

Het diagram laat zien :

  • Niveau van ontwerpbelasting MEd
  • Grenswaarde van de capaciteit van de verbinding voor 5% equivalente rek, Mj, Rd; limiet voor plastische rek kan worden gewijzigd in Norm-instellingen
  • Grenswaarde van capaciteit van aangesloten staaf (ook nuttig voor seismisch ontwerp) Mc, Rd
  • 2/3 van de limietcapaciteit voor de berekening van de initiële stijfheid
  • Waarde van initiële stijfheid Sj, ini
  • Waarde van secant stijfheid Sjs ( op basis van de MEd)
  • Limieten voor de classificatie van verbinding - stijf en scharnierend
  • Rotatievervorming Φ
  • Rotatiecapaciteit Φc
Stijve verbinding in moment rotatie diagram in IDEA CONNECTION

Stijve gelaste verbinding

flexibele geboute verbinding in IDEA CONNECTION

Felxibele geboute verbinding

Ontwerpweerstand van de verbinding in IDEA CONNECTION

Na het bereiken van de 5% rek in het kolomlijf bij afschuiving, worden de plastische zones snel meer.

The joint is classified according to its stiffness into rigid, semi-rigid or pinned category according to the relevant code. The theoretical length of the member can be set for the analyzed member:

De verbinding wordt op basis van zijn stijfheid geclassificeerd in starre, semi-rigide of scharnierende categorie volgens de relevante norm. De theoretische lengte van de staaf kan worden ingesteld voor de berekende staaf:

theoretische liggerlengte in IDEA CONNECTION

Vervormings capaciteit

De vervormingscapaciteit / ductiliteit δCd hoort bij de weerstand en de stijfheid bij de drie basisparameters die het gedrag van verbindingen beschrijven. Bij momentvaste verbindingen wordt de ductiliteit bereikt door voldoende rotatiecapaciteit φCd. De vervormings- / rotatie capaciteit wordt voor elke aansluiting in de verbinding afzonderlijk berekend.

De schatting van de rotatiecapaciteit is belangrijk bij verbindingen die zijn blootgesteld aan seismiek, zie Gioncu en Mazzolani (2002) en Grecea (2004) en bij extreme belasting, zie Sherbourne en Bahaari (1994 en 1996). De vervormingscapaciteit van componenten is bestudeerd vanaf het einde van de vorige eeuw (Foley en Vinnakota, 1995). Faella et al. (2000) voerden tests uit op T-stubs en leidden de analytische formules af ​​voor het vervormingsvermogen. Kuhlmann en Kuhnemund (2000) voerden tests uit op het kolomlijf dat werd onderworpen aan transversale druk op verschillende niveaus van axiale compressiekracht in de kolom. Da Silva et al. (2002) voorspelde vervormingscapaciteit op verschillende niveaus van axiale kracht in de verbonden staaf. Op basis van de testresultaten gecombineerd met FE-analyse, worden vervormingscapaciteiten voor de basiscomponenten vastgesteld door analytische modellen van Beg et al. (2004). In het werk worden componenten weergegeven door niet-lineaire veren en op de juiste manier gecombineerd om de rotatiecapaciteit van de kopplaat aansluitingenin de verbinding te bepalen, met een verlengde of vlakke kopplaat en lasverbindingen. Voor deze verbindingen werden de belangrijkste componenten die significant kunnen bijdragen aan het rotatievermogen herkend als het kolomlijf onder druk, het kolomlijf onder trek, het kolomlijf in afschuiving, de kolomflens onder buiging en de kopplaat onder buiging. Componenten die verband houden met het kolomlijf zijn alleen relevant als er geen verstijvers in de kolom zijn die weerstand bieden aan compressie-, trek- of afschuifkrachten. De aanwezigheid van een verstijver elimineert de corresponderende component, en zijn bijdrage aan het rotatievermogen van de verbinding kan daarom worden verwaarloosd. Kopplaten en kolomflenzen zijn alleen van belang voor kopplaatverbindingen waarbij de componenten fungeren als een T-stub, waarbij ook de vervormingscapaciteit van de bouten onder trek is inbegrepen. De vragen en grenzen van de vervormingscapaciteit van verbindingen van hogesterkte-staal werden bestudeerd door Girao et al. (2004).

Geef ons feedback. Was dit artikel nuttig?

Campus training IDEA StatiCa

Word een gecertificeerde professional voor het ontwerpen van verbindingen

Klaar om de analyse-, ontwerp- en norm-controle vaardigheden van verschillende staalverbindingen onder de knie te krijgen voor de dagelijkse praktijk van engineering ? Onze online cursus kan je daarbij helpen

Probeer IDEA StatiCa gratis

Download een gratis proeflicentie van IDEA StatiCa