De ontwerpnorm stelt dat een eerste-orde-analyse voor de constructie mag worden gebruikt als de toename van de relevante interne krachten of momenten, of enige andere verandering van het constructief gedrag veroorzaakt door vervormingen, verwaarloosd kan worden.
Om te beoordelen of deze toename wel of niet verwaarloosd kan worden, kan de kritieke knikfactor αcr worden gebruikt. We kunnen globale knik voor staven (inclusief de verbinding) verwaarlozen in gevallen waarin de knikfactor hoger is dan 15 (bij plastisch ontwerp) of hoger dan 10 (wanneer de spanning op platen zich in het elastische gebied bevindt).
Lokale knik is van toepassing op afzonderlijke platen (verstijvers, kolomlijf), en de bijbehorende grenswaarden voor de knikfactor zijn vastgesteld volgens ontwerpnormen en onderzoeksexperimenten. De effecten van lokale knik worden als verwaarloosbaar beschouwd wanneer de knikfactor:
- ≥ 2 - bij een aan 4 zijden ondersteunde plaat
- ≥ 3 - bij een aan 3 zijden ondersteunde plaat
- ≥ 4 - bij een aan 2 (aangrenzende) zijden ondersteunde plaat
- ≥ 15 - bij een aan 2 (tegenoverliggende) zijden ondersteunde plaat
In de video ziet u verschillende typen knik en hoe daarmee om te gaan, rekening houdend met de knikfactoren en knikvormen.
Voor een uitgebreidere toelichting op welke typen knik we kunnen verwachten in de geanalyseerde staaf, verwijzen we naar ons artikel over Lineaire knikanalyse (LBA).
Hoe worden de knikresultaten in specifieke gevallen beoordeeld?
Allereerst moeten we de minimale krachtvermenigvuldigingsfactor bepalen om de elastische kritieke knik te bereiken, αcr, met behulp van een knikanalyse. IDEA StatiCa geeft de knikfactoren in resultaattabellen weer, en de knikvormen voor elke factor kunnen in een 3D-weergave worden getoond.
De grenswaarde voor globale analyse is te vinden in EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1.
Voorbeeld 1
In het eerste voorbeeld wordt de drukkracht toegepast op de ligger die via een verbindingsplaat is aangesloten.
De resultaten van de geometrisch lineaire berekening worden weergegeven, en de eerste factor is 8,76. Volgens EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1 is de grenswaarde 15, omdat dit knooppunt bepalend is voor de stabiliteit van de ligger zelf, en de conclusie is dat de verbinding niet is geslaagd voor de knikanalyse. Bovendien is deze eenzijdige verbindingsplaat gevaarlijk in deze windverband in de drukconfiguratie.
Lees hier verder over hoe de knikweerstand van een schetsplaat wordt berekend.
Voorbeeld 2
Anderzijds kan bij de meeste platen in verbindingen lokale knik optreden, en is de maximale waarde van de kritieke knikfactor, αcr, waarvoor grondige analyse vereist is, meestal kleiner. Er is aangetoond dat voor verstijvers en het kolompaneel onder afschuiving, het niet nodig is om rekening te houden met knik als de kritieke knikfactor hoger is dan 3.
We moeten voor elk onderdeel de juiste grenswaarde bepalen en beslissen. Dit voorbeeld laat zien dat de eerste knikvorm die van een verstijver is, met factor αcr = 8,76 >> 3. In dit voorbeeld is deze eerste knikvorm niet gevaarlijk.
Bij het uitvoeren van de knikanalyse en het beoordelen van de resultaten is technisch inzicht van de ingenieur vereist. De vraag is wanneer globale of lokale grenswaarden van de kritieke knikfactor moeten worden gebruikt, en voor het juiste antwoord is kennis van de topologie en het constructieve systeem van de ontworpen constructie essentieel. Hoewel IDEA StatiCa in staat is om knikvormen en de kritieke factor van elk onderdeel van het knooppunt te leveren, biedt het geen normtoetsing voor knik volgens de norm.
Wanneer de resultaten van de knikvormen negatieve waarden geven, betekent dit niet dat de berekening mislukt is of dat het resultaat onjuist is. Wat er precies in deze gevallen gebeurt, wordt uitgelegd in dit kennisbank-artikel.
Een praktisch voorbeeld van de beoordeling van de knikanalyse van een staaf werd gepresenteerd in deze webinarvideo:
Theoretische achtergrond
Voor een dieper begrip van het onderwerp knik en de oplossing van IDEA StatiCa, lees de essentiële informatie over knikanalyse in onze artikelen over de theoretische achtergrond.
IDEA StatiCa Connection - Constructief ontwerp van staalverbindingen
IDEA StatiCa Member - Stabiliteit van staven
Tutorials
We hebben stapsgewijze tutorials gemaakt om het model op te zetten en de analyse uit te voeren. Vind hieronder de links ernaartoe:
Constructief ontwerp van een stalen dwarsligger beïnvloed door kip (EN)
Constructief ontwerp en normtoetsing van een stalen portaal (EN)
Knikanalyse van een staalverbinding (EN)
Probeer vandaag nog de nieuwste versie van IDEA StatiCa
Krijg 14 dagen volledige toegang, volledig gratis.
Probeer IDEA StatiCa gratis uit
