IDEA StatiCa Connection sollte bei der Bemessung von Verbindungen dünnwandiger Bauteile nur erfahrenen Ingenieuren überlassen werden. Eine Beulanalyse ist ein Muss und jede Form muss sorgfältig analysiert werden.
Das Programm IDEA StatiCa Connection dient der Bewertung von Verbindungen warmgewalzter Bauteile, die nicht signifikant von Beulen beeinflusst werden (> Theoretischer Hintergrund, Abschnitt 3.9, Stabilitätsanalyse). Aufgrund ihrer schnellen und sicheren Berechnung wird eine geometrisch lineare und materiell nichtlineare Analyse durchgeführt. Bei Stabilitätsverlust ist diese Analyse jedoch nicht ausreichend. Wenn Beulen ein Problem darstellen kann, hilft die Durchführung einer linearen Beulanalyse, gefährliche Bereiche zu erkennen und einen Faktor für den Euler-Bifurkationspunkt auszugeben, aber dies ist für dünnwandige Bauteile immer noch nicht ausreichend. Für dünnwandige Bauteile ist nur eine geometrisch nichtlineare Analyse mit Imperfektionen angemessen.
Entscheidet sich der Nutzer, IDEA StatiCa Connection für den Nachweis dünnwandiger Bauteile zu nutzen, sollte er vorab:
- Eine lineare Beulanalyse durchführen und jede Beulform sorgfältig prüfen; die ausgegebenen Beulformen sind möglicherweise nicht ausreichend.
- Sich nicht auf die Plastifizierung der Stahlbleche verlassen und die von-Mises Spannung auf die Streckgrenze oder niedriger beschränken.
- Beachten, dass lokales Beulen, das nicht berücksichtigt wird, die inneren Kräfte in den Komponenten anders (um-)verteilt.
- Beachten, dass die Bewertung der Steifigkeit der Komponenten, aufgrund der unterschiedlichen Versagensarten oder ihrer Kombination, anders ausfallen kann.
- Beachten, dass die ausgegebenen Nachweise und Konstruktionsregeln von Komponenten (z.B. Schrauben, Schweißnähte) den Richtlinien für Standardbauteile folgen. Die Nachweise für dünnwandige Bauteile können abweichen, wodurch sich falsche Nachweise ergeben.
Die Bemessung von Verbindungen mit dünnwandigen Bauteile ist sehr fallspezifisch und es kann keine allgemeine Anleitung ausgegeben werden.
Für die Nutzung dünnwandiger Bauteile wurde IDEA StatiCa Connection nicht validiert!
BEACHTEN SIE WEITERE HINWEISE:
Komponentennachweise – EN
EN 1993-1-1 gibt für dünnwandige Bauteile folgende Definition: “Querschnitte der Klasse 4 sind die, in denen lokales Beulen auftritt, bevor in einem oder mehreren Teilen des Querschnitts die Fließspannung erreicht wird.” Der Hauptteil des Eurocodes für Stahl beschränkt sich auf Bauteile mit einer Materialdicke t ≥ 3 mm. Kapitel 4 – Schweißverbindungen wird auf Materialdicken t ≥ 4 mm angewendet.
Die im Programm ausgegebenen Nachweise von Komponenten gelten nicht für kaltgeformte Bauteile mit einer Dicke < 3 mm. Nachweise für diese Bauteile sind nicht Bestandteil des Funktionsumfangs der Software von IDEA StatiCa und müssen vom Anwender manuell/auf anderem Wege geführt werden.
Anwender müssen auf diesen Umstand achten und die Nachweise durch die entsprechenden Formeln aus EN 1993-1-3 auf anderem Wege führen.
Die Analyse von Anschlüssen mit Hohlprofilen sollte für Bauteile, die außerhalb des Gültigkeitsbereichs für Schweißverbindungen liegen – EN 1993-1-8 – Tabelle 7.1 –, ebenfalls sorgfältig durchgeführt werden.
Für diese Anschlüsse gibt es keine Richtlinien und daher auch keine validierten Ergebnisse seitens des Programms.
Komponentennachweise – AISC
In Kapitel A der AISC 360-16 gibt es einen Benutzerhinweis, der besagt: “Für die Bemessung von kaltgeformten Stahlbauteilen werden die Richtlinien der AISI North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members (AISI S100) empfohlen - mit Ausnahme kaltgeformter Hohlprofile (HSS) -, die gemäß dieser Spezifikation entwickelt wurden.” AISI S100 und AS/NZS 4600 bieten Formeln zur Bestimmung von Scher- und Zugfestigkeit der häufigsten Verbindungstypen zusammen mit ihrem Anwendungsbereich.
Komponentennachweise – CISC
CSA S16-14 erklärt in Kapitel 1: “Anforderungen für Stahlkonstruktionen wie Brücken, Antennentürme, Offshore-Konstruktionen und kaltgeformte Stahlkonstruktionsbauteile sind in anderen CSA Gruppenrichtlinien angegeben.”