Dunwandige stalen profielen

IDEA StatiCa Connection voor het ontwerp van verbindingen van dunwandige staven dient alleen te worden gebruikt door ervaren ingenieurs. Knipanalyse is een vereiste en elke knikvorm moet zorgvuldig worden geanalyseerd.

De software IDEA StatiCa Connection is bedoeld voor de beoordeling van verbindingen van warmgewalste staven die niet significant worden beïnvloed door knik. De geometrisch lineaire en materiaal niet-lineaire analyse wordt uitgevoerd vanwege de snelle en stabiele berekening. Deze analyse is echter niet voldoende voor stabiliteitsverlies. Als knik een probleem kan zijn, helpt het uitvoeren van een lineaire knipanalyse om gevaarlijke gebieden te detecteren en een factor voor het bifurcatiepunt van Euler te bepalen, maar dit is nog steeds niet voldoende voor dunwandige staven. Voor dunwandige staven is alleen geometrisch niet-lineaire analyse met imperfecties geschikt.

Als de gebruiker toch besluit IDEA StatiCa Connection te gebruiken om verbindingen van dunwandige staven te controleren, dient hij:

• Een lineaire knipanalyse uit te voeren en elke knikvorm zorgvuldig te evalueren; de eerste 5 gepresenteerde knipvormen zijn mogelijk niet voldoende (Hoe het aantal geëvalueerde vormen te verhogen)
• Niet te vertrouwen op de plasticiteit van staalplaten en in plaats daarvan de Von Mises-spanning te beperken tot de vloeigrens of zelfs lager
• Er rekening mee te houden dat lokale knik, die niet wordt meegenomen, de inwendige krachten in componenten anders kan herverdelen
• Er rekening mee te houden dat de stijfheid van componenten kan verschillen door verschillende bezwijkmechanismen of een combinatie daarvan.
• Er rekening mee te houden dat de gepresenteerde normtoetsingen en detaillering van componenten (bijv. bouten, lassen) richtlijnen zijn voor standaard staven. De normtoetsingen voor dunwandige staven kunnen afwijken, waardoor de verstrekte normtoetsingen niet correct zijn.

Het ontwerp van verbindingen van dunwandige staven is zeer casusgericht en er kan geen algemene richtlijn worden gegeven. IDEA StatiCa Connection is niet gevalideerd voor dit gebruik.

Componentcontroles – EN

In EN 1993-1-1 worden dunwandige staven gedefinieerd als: "Klasse 4-doorsneden zijn doorsneden waarbij lokale knik optreedt voordat de vloeigrens wordt bereikt in één of meer delen van de doorsnede." Het hoofdgedeelte van de Eurocode voor staal is beperkt tot staven met een materiaaldikte t ≥ 3 mm. Hoofdstuk 4 – Gelaste verbindingen is alleen van toepassing op een materiaaldikte van t ≥ 4 mm. Daarom zijn de componentcontroles die door de software worden geleverd niet van toepassing op koudgevormde staven met kleinere diktes. Gebruikers dienen zich hiervan bewust te zijn en de normtoetsingen handmatig te vervangen door de toepasselijke formules uit EN 1993-1-3.

De analyse van verbindingen van kokerprofielen dient ook zorgvuldig te worden uitgevoerd voor staven die buiten het geldigheidsgebied vallen voor gelaste verbindingen – EN 1993-1-8 – Tabel 7.1. Er zijn geen richtlijnen voor dergelijke verbindingen en de softwareresultaten zijn niet gevalideerd.

Componentcontroles – AISC

In Hoofdstuk A van AISC 360-16 staat een gebruikersopmerking: "Voor het ontwerp van koudgevormde stalen constructieve staven worden de bepalingen in de AISI North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members (AISI S100) aanbevolen, met uitzondering van koudgevormde kokerprofielen (HSS), die worden ontworpen in overeenstemming met deze specificatie." AISI S100 en AS/NZS 4600 bieden formules om de afschuif- en trekweerstand van de meest voorkomende bevestigingsmiddeltypen te bepalen, samen met hun toepassingsgebied.

Componentcontroles – CISC

CSA S16-14 stelt in Hoofdstuk 1: "Eisen voor staalconstructies zoals bruggen, antennemasten, offshore constructies en koudgevormde stalen constructieve staven zijn opgenomen in andere CSA Group Normen."