Kapazitätsbemessung (EN)

1 Neues Projekt

Starten Sie IDEA StatiCa (laden Sie die neueste Version herunter) und öffnen Sie die Quellprojektdatei. Die Anschlussbemessung ist fertig und für die standardmäßige Spannungs-/Dehnungsanalyse vorbereitet.

2 Berechnung und Nachweis

Starten Sie die Spannungs-/Dehnungsanalyse über den Button Berechnen. Das Analysemodell wird automatisch generiert, die Berechnung wird durchgeführt und Sie können die Gesamtergebnisse in der linken oberen Ecke der Darstellung sehen.

Sie können anhand der Spannungs-/Dehnungsanalyse sehen, dass die Verbindung gut entworfen ist und alle Nachweise bestanden hat.

Um diese Ergebnisse zu behalten, kopieren Sie diese Projektposition.

3 Kapazitätsnachweis

Ändern Sie in der neuen Projektposition CON2 den Analysetyp auf CD – Kapazitätsbemessung.

Das dissipative Element muss ausgewählt werden. Es kann durch den Befehl aus dem oberen Programmbereich oder durch einen Mausklick mit der rechten Maustaste in den Baum in der Darstellung hinzugefügt werden.

Als dissipatives Element sollte ein Bauteil oder eine Platte gewählt werden, bei der ein plastisches Gelenk erwartet wird. Der Materialüberfestigkeitsfaktor und der Wiederverfestigungsfaktor werden auf die ausgewählte Position angewendet. Wählen Sie in diesem Beispiel das Bauteil IPE360 als dissipatives Element aus und bestätigen Sie die Auswahl mit der Leertaste/Eingabetaste/Rechtsklick.

In den Eigenschaften Bauteile müssen die Parameter des IPE360 angepasst werden: Stellen Sie den Modelltyp auf N-Vz-My ein, da die Verbindung das Biegemoment nur in der vertikalen Ebene aufnehmen kann und die Biegung um die Nebenträgerachse eingeschränkt werden muss.

Schalten Sie den Parameter Kräfte in auf Position, da dann die exakte Position der einwirkenden Kraft definiert werden kann. Die Position des plastischen Gelenks entspricht der Position der einwirkenden Kraft: X = 365 mm.

Wie erkennt man die richtige Position des plastischen Gelenks? Der Ingenieur muss entscheiden, wo es auftritt. Normalerweise wird das plastische Gelenk am Träger ermittelt. In diesem Beispiel tritt es direkt hinter der Fläche der letzten Steife auf. Es ist praktisch, die Position aus der Anwendung zu lesen (Drahtmodellansicht).

Im nächsten Schritt müssen die Lasten definiert werden. Lasten für die seismische Analyse sind Norm-abhängig (Materialüberfestigkeitsfaktor, Wiederverfestigungsfaktor) und werden auch von der Streckgrenze, geometrischen Eigenschaften des Querschnitts usw. beeinflusst.

Die Lasten für dieses Beispiel wurden nach diesem Verfahren berechnet:

\[M_{\textrm{Ed}} = \gamma_{\textrm{sh}} \cdot f_{\textrm{y,ov}} \cdot W_{\textrm{p}l} = 1,2 \cdot 447,75 \cdot 10^6 \cdot 1,0218 \cdot 10^{-3} = 544,12 \, \textrm{kNm} \]

\( \gamma_{\textrm{sh}} = 1,2 \) 

\( f_\textrm{y} = 355 \, \textrm{MPa} \)

\( f_{\textrm{y,ov}} = f_\textrm{y} \cdot \gamma_{\textrm{ov}} = 355 \cdot 1,25 = 443.75\, \textrm{MPa} \)

\( \gamma_{\textrm{ov}} = 1,25 \) 

\( W_{\textrm{pl,IPE360}} = 1,0218 \cdot 10^6 \, \textrm{mm}^3 \)

\[ V_{\textrm{Ed}} = \frac{2 \cdot M_{\textrm{Ed}}}{L_{h}} = 2 \cdot \frac{544.12}{7.32} = 148.67 \, \textrm{kN} \]

\(L_{h} = 7.32 \, \textrm{m} \, -\) Abstand zwischen plastischen Gelenken am Träger

Fügen Sie die berechnete Querkraft und das Biegemoment als neue Last (LE) hinzu.

Querkraft und Biegemoment müssen mit entsprechenden Vorzeichen versehen sein, damit das Biegemoment am Träger in Richtung vom Knoten weg abnimmt.

Kopieren Sie diese LE und ändern Sie die Ausrichtung der wirkenden Kräfte, sodass die zweite LE in die entgegengesetzte Richtung wirkt.

Jetzt kann die Kapazitätsanalyse mit dem Befehl Berechnen gestartet werden.

An den Ergebnissen können Sie erkennen, dass die Verbindung den Normnachweis nicht bestanden hat. Einige Änderungen in der Bemessung sind erforderlich.

Erhöhen Sie die Dicke der Stirnplatte auf 25 mm, um ein Versagen zu verhindern.

Um die Lasttragfähigkeit der Stütze zu erhöhen, fügen Sie dem Steg eine Aufdopplung hinzu (fügen Sie die Fertigungsoperation Steifenplatte hinzu).

Die Aufdopplung wird durch Stumpfnähte an den Steg der Stütze geschweißt, die Schweißnaht an den Flanschen muss ebenfalls definiert werden.

Vier Schweißnähte müssen hinzugefügt werden, um die Aufdopplung auf beiden Seiten der Stütze an beide Flansche zu schweißen.

Die Steifen am Stützensteg müssen durch den Schnitt der Operation Blechschnitt geschnitten und mit den Aufdopplungen verschweißt werden.

Wiederholen Sie das Schneiden der Platte, um alle vier Steifen mit den Aufdopplungen zu verbinden.

Alle Bemessungsmaßnahmen sind jetzt abgeschlossen, führen Sie Berechnen im Tab Nachweis aus. Sie können sehen, dass alle Komponenten (wie Schweißnähte und Schrauben) den Normnachweis bestanden haben. Die plastische Dehnung der Platten des dissipativen Elements beeinflusst das Gesamtergebnis nicht.

Das Auftreten des plastischen Gelenks kann bei plastischer Dehnung untersucht werden.

Das plastische Gelenk erschien an der erwarteten Stelle und diese Verbindung bestand die von der Kapazitätsbemessung geforderten Nachweise.

Zum besseren Verständnis der Ergebnisse siehe Theoretischer Hintergrund.

4 Bericht

Als Letztes können Sie den Bericht überprüfen. IDEA StatiCa bietet einen vollständig anpassbaren Bericht zum Ausdrucken oder Speichern in einem bearbeitbaren Format.

Sie haben den Nachweis einer Kapazitätsbemessung eines Stahlanschlusses nach Eurocode (EN) durchgeführt.