Gebruik de stijfheidsanalyse in IDEA StatiCa Connection om te bepalen of de verbindingen scharnierend, flexibel of stijf zijn. Als resultaat van de stijfheidsanalyse krijgt u het moment-rotatiediagram en een tabel met belangrijke waarden. Op basis van de curve en een geselecteerde nationale norm wordt de verbinding geclassificeerd als:
- scharnierend
- stijf
- flexibel
Juiste belastingdefinitie
Om juiste resultaten uit de stijfheidsanalyse te verkrijgen, kunt u de stijfheid voor elke rotatie afzonderlijk berekenen door voor My, Mz (of N en Mx) een aparte belastingsgeval in te voeren.
U kunt ook een volledige set interne krachten toepassen die op de geanalyseerde staaf werken, aangezien alle overige interne krachten ook invloed hebben op de resultaten voor elke stijfheidscomponent (rotatie). Voor een gedetailleerde uitleg, lees het artikel Invloed van dwarskracht en normaalkracht op de rotatiestijfheid.
Toegepaste krachten moeten groter zijn dan 1 kN/1 kNm/kip/kip.ft
Benodigde informatie voor de classificatie van de stijfheid van de verbinding
- theoretische lengte van de staaf
- onderscheid maken tussen Braced en Unbraced constructief systeem (voor de EN-benadering)
De Theoretische lengte voor My en Mz [m] wordt gedefinieerd als de knoop-tot-knoop-afstand van de geanalyseerde staaf en wordt uitsluitend gebruikt voor classificatie (niet voor het berekenen van de werkelijke stijfheidswaarden).
De optie braced system (verstijfd raamwerk) is beschikbaar voor projecten volgens Eurocode conform EN 1993-1-8, aangezien er verschillende classificatievoorwaarden gelden voor verstijfde en niet-verstijfde systemen.
Resultaten verkregen in de stijfheidsanalyse
Er worden twee soorten resultaten verkregen: een tabel met numerieke waarden en het stijfheidsdiagram, dat kan worden geëxporteerd naar CSV of DXF.
Voor elke interne krachtcomponent die wordt geëvalueerd voor rotatiestijfheid, vermeldt de tabel de numerieke waarden die overeenkomen met elke rekencombinatie in afzonderlijke rijen. Afhankelijk van de geselecteerde regel, wordt het stijfheidsdiagram voor de ene of de andere component weergegeven.
- MEd: Rekenwaarde van het buigend moment ingevoerd in de belastingscombinatie, alleen relevant voor de secans-stijfheid
- Mj,Rd: Buigweerstand van de verbinding, ten behoeve van het vloeien van de verbinding
- Sj,ini: Initiële rotatiestijfheid, die het lineaire stijfheidsgedrag beschrijft dat in beschouwing wordt genomen tot een waarde van 2/3 Mj,Rd
- Sjs: Secans-rotatiestijfheid, gedefinieerd als het snijpunt van het rekenwaarde buigend moment MEd en de stijfheidscurve van de verbinding Sj, relevant wanneer MEd > 2/3 Mj,Rd
- : Rotatievervorming verkregen voor het rekenwaarde buigend moment
- c: Rotatiecapaciteit van de verbinding, de grenswaarde wordt bepaald door bezwijken van bouten, bezwijken van lassen of 15% plastische rek van platen
- Sj,R: Stijfheidswaarde voor de grens tussen Stijf en Flexibel
- Sj,P: Stijfheidswaarde voor de grens tussen Flexibel en Scharnierend
Opmerking: Als de initiële stijfheid Sj,ini en de secans-stijfheid Sj,s een oneindige stijfheid tonen, betekent dit dat de stijfheidscurve zo steil is dat deze in het diagram feitelijk 90° bedraagt, waardoor de raaklijn oneindig wordt. Dit betekent altijd een stijve verbinding die ver van de grens van de flexibele klasse ligt, dus de exacte waarden zijn nutteloos. Met andere woorden, de verbinding is absoluut stijf.
Wat te gebruiken in uw globale constructiemodel in FEA?
De belangrijkste informatie die nodig is voor uw globale model, is de classificatie, om de randvoorwaarde tussen de staven in te stellen als scharnierend (ideale scharnier), stijf (ideaal stijf), of flexibel (enige stijfheid).
Voor de flexibele klasse moet u de waarde vinden die de rotatiestijfheid van de verbinding tussen staven vertegenwoordigt. Dit wordt weergegeven door de waarde Sj,ini in het tabblad met de resultaten van de stijfheidsanalyse.
U moet echter altijd uw technisch inzicht gebruiken om de juiste stijfheidswaarde voor uw globale constructiemodel te bepalen.
Sj,ini is afhankelijk van de Mj,Rd-waarde van de verbinding en de vorm van de stijfheidscurve. Bovendien verschilt het CBFEM-model voor de stijfheidsanalyse van het model dat wordt gebruikt in de EPS-analyse, wat kan resulteren in een andere Mj,Rd van de verbinding en verdere afstemming van het verbindingsmodel voor de stijfheidsanalyse.
Voor meer informatie, lees het artikel Stijfheid van verbindingen en het gebruik ervan in de globale analyse.
Waar vindt u meer informatie over stijfheidsanalyse
Er zijn verschillende informatiebronnen over dit type analyse. We raden aan om het algemene deel van de Theoretical Background te lezen, de blogpost Waarom u zich zorgen zou moeten maken over de stijfheid van verbindingen en/of een van onze webinars over dit onderwerp te bekijken (zie hieronder).
Om de stijfheidsresultaten te combineren met uw globale FEA-model, bekijk de video How to put rotational stiffness into your FEA model.
Aan het einde van het artikel vindt u verschillende stapsgewijze tutorials.
Model voor stijfheidsevaluatie
Om de rotatiestijfheid kjoint van de verbinding zelf en de bijbehorende rotatie θ2 te evalueren, trekken we het deel van de stijfheid dat is toegewezen aan de vervorming van de staven θ1 af van de totale vervorming θtot.
De rotatie van de staven θ1 wordt geëvalueerd op het model met ideaal stijve verbindingen tussen alle staven. De totale rotatie θtot wordt geëvalueerd op het model met werkelijke fabricagebewerkingen.
De resultaten die uit de stijfheidsanalyse worden verkregen, komen overeen met kjoint en θ2.
Theoretical Background
Lees de essentiële informatie over stijfheidsanalyse in onze Theoretical Background. De hierboven genoemde instellingen worden beschreven in het algemene deel ervan.
Het algemene deel van de Theoretical Background over de stijfheidsanalyse en de resultaten ervan:
Stijfheidsanalyse en vervormingscapaciteit van stalen verbindingen
Specifieke delen van de Theoretical Background voor elk van de ondersteunde nationale normen:
Andere artikelen over de stijfheid van verbindingen en verificaties
U vindt meer gedetailleerde informatie en enkele verificatiestudies in de volgende artikelen. Sommige daarvan maken deel uit van het boek "Benchmark Cases for Advanced Design of Structural Steel Connections" geschreven door prof. Wald en zijn team.
Webinars en video's
In het verleden hebben we verschillende webinars gehouden over het onderwerp stijfheid van verbindingen. Daarnaast zijn er enkele andere video's die beschrijven hoe u in de applicatie werkt. U kunt inspiratie opdoen uit praktijkprojecten en tips vinden voor het correct opzetten van uw rekenmodellen.
Connection Wednesdays - Stiffness classification
In dit webinar bespreken we kort de normvereisten met betrekking tot de classificatie van stijfheid. Daarna proberen we de verbindingen te ontwerpen van een echt raamwerk dat aanvankelijk zal worden ontworpen als momentvast. We gebruiken een flexibele configuratie en passen vervolgens het voorspelde gedrag toe op de globale analysestructuur. Gedurende dit proces onderzoeken we veelgestelde vragen en beoordelen we hun invloed op het ontwerp.
Connection Wednesdays - Game-changing joint stiffness analysis
Tijdens het webinar ziet u de volledige workflow van modelleren, belasten en normtoetsing van een interessante stalen verbinding.
Connection Wednesdays - Residence in Ružomberok joint
Platformverbindingen zijn meestal scharnierend, maar wat als de werkelijkheid niet zo eenvoudig is? Hoe voert u de stijfheidsanalyse van de verbinding correct in? Bekijk de stijfheidsanalyse van de raamwerkverbinding en de gevolgen van de stijfheid voor het FEM-model.
How to put rotational stiffness into your FEA model
De stijfheid van de verbinding is een belangrijke en onmisbare factor bij het ontwerpen van de globale constructie voor flexibele verbindingen. De vraag is: waar kan ik de stijfheid van de verbinding berekenen, en welke stijfheid moet ik gebruiken voor mijn ontwerp?
Ontwerp en normtoetsing van de verbinding van het Jakarta-velodroom
De volgende opname van het webinar legt uit hoe het stijfheidsanalysediagram wordt opgebouwd, wat de instellingen zijn en welke resultaten u krijgt.
Updates in versies
De volgende functies maken deel uit van onze release notes van IDEA StatiCa en kunnen verband houden met de stijfheidsanalyse. Lees meer over de functies in de bijbehorende artikelen via de link.
Rotatiecapaciteit beperkt door bezwijken van bouten en lassen (Stijfheidsanalyse) (versie 21.0)
Export van de moment-rotatiecurve naar CSV en DXF (versie 22.0)
Tutorials
We hebben stapsgewijze tutorials gemaakt om het model op te zetten en de analyse uit te voeren. Vind hieronder de links ernaartoe:
Stijfheidsanalyse van een staalverbinding (EN)
Stijfheidsanalyse van een staalverbinding (AISC)
Rotatiestijfheid van een geconsoleerde ligger
Probeer vandaag nog de nieuwste versie van IDEA StatiCa
Krijg 14 dagen volledige toegang, volledig gratis.
Probeer IDEA StatiCa gratis uit
- Steel
- Connection design
- Member design
- Blogbericht
Waarom de stijfheid van de verbinding belangrijk is ?
Lees meer
- Steel
- Connection design
- Knowledge base
Stijfheid van verbindingen en het gebruik ervan in globale analyse
Lees meer
- Steel
- Connection design
- Member design
- Theoretical background