Lasafmetingen
In IDEA StatiCa Connection zijn er twee strategieën voor lasafmeting beschikbaar voor alle gebruikers:
- tot volledige sterkte
- met oversterkte
Voor Eurocode-gebruikers zijn er nog twee meer:
- tot capaciteitsschatting
- tot minimale ductiliteit
De lasafmetingsmethode wordt opgegeven in het dialoogvenster Bewerkingen.
Bij het uitvoeren van lasafmeting wordt elke hoeklas in het model aangepast volgens de lasafmetingsmethode. Over het algemeen neemt de lasgrootte toe in deze volgorde:
- Tot capaciteitsschatting
- Tot minimale ductiliteit
- Volledige sterkte
- Met oversterkte
De methoden worden hieronder in detail beschreven.
Tot capaciteitsschatting
Lasafmeting tot capaciteitsschatting levert automatisch lasafmetingen die net sterk genoeg zijn om de opgegeven belastingen over te dragen.
Capaciteitsschatting van lassen is het eerste gebruik van machine learning in IDEA StatiCa. Op dit moment is het alleen geïmplementeerd in Eurocode. De lassterkte wordt bepaald op basis van het meest belaste laselement. Daardoor is de benuttingsgraad van de las sterk niet-lineair. De sterkte van de volledige lengte wordt geschat door een machine-learning-algoritme op basis van de spanningsverdeling over de laslengte.
Lasafmeting tot capaciteitsschatting vereist resultaten. De grootte van hoeklassen wordt aangepast volgens de volgende formule:
\[ a_{new} = a \cdot Ut_c / Ut_{target} \]
waarbij:
- \(a_{new}\) – aangepaste hoeklasgrootte
- \(a\) – eerder ingestelde hoeklasgrootte
- \(Ut_c\) – capaciteitsschatting op basis van machine-learning-algoritme zichtbaar bij Lascontrole
- \(Ut_{target}\) – doelbenuttingsgraad in Instellingen → Ontwerp → Automatisch ontwerp → Lasafmeting
Het resulterende \(a_{new}\) wordt naar boven afgerond volgens Voorkeuren → Toepassingseenheden → Afronding nieuwe entiteit → Lasgrootte.
Houd er rekening mee dat lasafmetingen worden begrensd door constructieve regels, bijv. de lasgrootte mag niet kleiner zijn dan 3 mm (EN 1993-1-8 – 4.5.2). Deze constructieve regels worden nageleefd. Houd ook in gedachten dat meerdere lassen in IDEA StatiCa vaak worden ingesteld door één waarde. In deze gevallen wordt de grootte ingesteld op basis van de meest benutte las.
Er is ook een berekeningslus beschikbaar. Wanneer de lasafmetingsmethode is ingesteld op capaciteitsschatting, doet deze het volgende:
- Dimensioneert de hoeklassen op volledige sterkte
- Berekent het model
- Dimensioneert de hoeklassen op capaciteitsschatting
- Berekent het model
Lassen worden vervolgens ingesteld op of onder de doelbenuttingsgraad met slechts één klik.
Tot minimale ductiliteit
Lasafmeting tot minimale ductiliteit levert automatisch gelaste verbindingen die sterk genoeg zijn om brosse bezwijkvormen te voorkomen. De lassterkte maakt initiële vloeiring van de plaat mogelijk, maar uiteindelijk breekt de las.
De eis voor minimale ductiliteit van gelaste verbindingen staat in FprEN 1993-1-8:2023 – 6.9(4). Deze is afkomstig uit de Nederlandse nationale bijlage van EN 1993-1-8, waarbij de vaste verhouding van lassterkte tot plaatsterkte 0,8 is. Het is ook opgenomen in de veelgebruikte Green books uit het VK, met name in Hoofdstukken C2 en C3. De vaste verhouding is echter alleen geschikt voor staalsoort S355. In de tweede generatie Eurocode is dit uitgebreid naar alle staalsoorten.
Deze eis wordt gecontroleerd voor dubbelzijdige hoeklassen door:
\[a/t=\frac{\beta_w\gamma_{M2} f_y}{\sqrt{2} f_u \gamma_{M0} } \cdot \min \left \{1.0, 1.1\frac{f_y}{f_u} \right \}\]
waarbij:
- \(a\) – laskeeldikte
- \(t\) – dikte van de plaat verbonden via de rand
- \(\beta_w\) – correlatiefactor voor lassen
- \(\gamma_{M2}\) – veiligheidsfactor voor bouten en lassen; aanpasbaar in Norminstelling
- \(f_y\) – vloeispanning van de plaat
- \(f_u\) – treksterkte van de las
- \(\gamma_{M0}\) – veiligheidsfactor voor platen; aanpasbaar in Norminstelling
De laskeeldikte voor een enkelzijdige hoeklas is tweemaal groter dan die voor een dubbelzijdige hoeklas.
Houd er rekening mee dat de methode nuttig is voor dwars belaste lassen en werkt als de plaat over de volledige breedte is verbonden.
Tot volledige sterkte
Lasafmeting tot volledige sterkte levert automatisch lassen die sterker zijn dan de verbonden plaat. In de berekening wordt aangenomen dat de platen op trek worden belast en de lassen dwars, als het ongunstigste geval voor lassterkte en ductiliteit. Dit ontwerp is nuttig om brosse bezwijkvormen van lassen bij statische belasting te voorkomen.
Deze aanpak is ook opgenomen in de veelgebruikte Green books uit het VK, met name in Hoofdstuk C1.
Deze eis wordt gecontroleerd voor dubbelzijdige hoeklassen door:
\[a/t=\frac{\beta_w\gamma_{M2} f_y}{\sqrt{2} f_u \gamma_{M0} }\]
waarbij:
- \(a\) – laskeeldikte
- \(t\) – dikte van de plaat verbonden via de rand
- \(\beta_w\) – correlatiefactor voor lassen
- \(\gamma_{M2}\) – veiligheidsfactor voor bouten en lassen; aanpasbaar in Norminstelling
- \(f_y\) – vloeispanning van de plaat
- \(f_u\) – treksterkte van de las
- \(\gamma_{M0}\) – veiligheidsfactor voor platen; aanpasbaar in Norminstelling
Houd er rekening mee dat de methode nuttig is voor dwars belaste lassen en werkt als de plaat over de volledige breedte is verbonden.
Met oversterkte
Lasafmeting met oversterkte levert automatisch lassen die veel sterker zijn dan de verbonden plaat. De oversterkte factor wordt opgegeven in Instellingen → Ontwerp → Automatisch ontwerp → Lasafmeting. De standaardwaarde van 1,4 is overgenomen uit EN 1993-1-8 – 6.2.3 (5) voor het vormen van een plastisch scharnier.
In de berekening wordt aangenomen dat de platen op trek worden belast en de lassen dwars, als het ongunstigste geval voor lassterkte en ductiliteit. Dit ontwerp is nuttig om brosse bezwijkvormen van lassen bij plastisch ontwerp of cyclische belasting te voorkomen. Houd er rekening mee dat een grote lasgrootte automatisch geen hoge ductiliteit garandeert. Integendeel, het kan leiden tot overmatige restspanningen en vervormingen veroorzaakt door laskrimping.
Deze eis wordt gecontroleerd voor dubbelzijdige hoeklassen door:
\[a/t=\frac{\beta_w\gamma_{M2} f_y}{\sqrt{2} f_u \gamma_{M0} } \cdot f_{overstrength}\]
waarbij:
- \(a\) – laskeeldikte
- \(t\) – dikte van de plaat verbonden via de rand
- \(\beta_w\) – correlatiefactor voor lassen
- \(\gamma_{M2}\) – veiligheidsfactor voor bouten en lassen; aanpasbaar in Norminstelling
- \(f_y\) – vloeispanning van de plaat
- \(f_u\) – treksterkte van de las
- \(\gamma_{M0}\) – veiligheidsfactor voor platen; aanpasbaar in Norminstelling
- \(f_{overstrength}\) – oversterkte factor opgegeven in Instellingen → Ontwerp → Automatisch ontwerp → Lasafmeting
Houd er rekening mee dat de methode nuttig is voor dwars belaste lassen en werkt als de plaat over de volledige breedte is verbonden.