Knikberekening nader bekeken !

Er zijn verschillende vormen van dit complexe fenomeen. In het algemeen kunnen we onderscheid maken tussen de globale knik van constructiedelen (slanke kolommen bij compressie, laterale torsie van gebogen balken) en lokale knik van platen (bij compressie of afschuiving). Bij het bereiken van de kritische belasting verandert het onderdeel van vorm naar een nieuwe, energetisch handigere vorm: De knik treedt op. Dit kan zelfs gebeuren als de spanning in het onderdeel ver onder de sterkte ligt van het materiaal waaruit het is samengesteld. Verdere belasting kan aanzienlijke en enigszins onvoorspelbare vervormingen veroorzaken, wat mogelijk kan leiden tot volledig verlies van het draagvermogen van de aangesloten staaf.

IDEA StatiCa is er om ingenieurs te helpen bij het globaal en lokaal knikken van stalen componenten.

Knik van verbinding

Knik is meestal geen belangrijk probleem bij verbindingen. Er moet worden gecontroleerd of er geen knikproblemen zijn en de resultaten van de sterkteanalyse, die alleen gebruikmaakt van geometrisch lineaire analyse, correct zijn. Als een ongeschikt detail wordt gebruikt, kan knik gemakkelijk optreden...

IDEA StatiCa Connection is in staat een lineaire knikberekening uit te voeren op een model van een verbinding. De resultaten worden voorspeld in knikvormen. Kritische belasting waarbij knik van het perfecte model optreedt, wordt berekend voor elke knikvorm. De kritische belasting wordt weergegeven als vermenigvuldiger van de optredende belasting. Afhankelijk van de knikvorm en de kritische belastings-vermenigvuldiger, kan de gebruiker bepalen of de knikvormen en factoren als veilig beschouwd kunnen worden. Algemene informatie over de knikberekening in IDEA StatiCa vindt u in onze Theoretische achtergrond.

Zoekt u  de knikberekening in de applicatie? Volg gewoon de tutorial voor Eurocode of voor de AISC standaard.

In tegenstelling tot de andere soorten berekeningen geeft knikberekening geen duidelijk  OK/ NOK-antwoord. In plaats daarvan moeten de kritische factoren van de belasting worden geïnterpreteerd op basis van de gevolgde norm. Uiteindelijk is het de constructeur die beslist of het berekeningsresultaat goed is of niet. Zie de overeenkomstige delen van de Theoretische Achtergrond: Knikberekening volgens de Eurocode en Knikberekening volgens AISC.

De grenswaarde kan ook verschillen voor knikvormen die optreden op het constructiedeel of voor de vormen wanneer een extra plaat in verbinding knikt. Dit onderwerp wordt gepresenteerd in de volgende artikel: Globale knik vs. lokale knik. Wat betekent het ?.

Een ander voorbeeld van een uitgevoerde knikberekening op de verbinding van een windverband  samen met de interpretatie van het resultaat werd gepresenteerd in één van onze Connection Wednesdays-webinars.

De vergelijkingen van IDEA StatiCa Connection-resultaten met andere tools zijn te vinden in de verificatie voorbeelden.

Knikken van dunwandige ( koudgevormde) staven

Voor de dunwandige profielen is de situatie complexer...

IDEA StatiCa Connection is voornamelijk gewijd aan de beoordeling van verbindingen van warmgewalste elementen die niet significant worden beïnvloed door knik. De geometrisch lineaire en materieel niet-lineaire analyse wordt uitgevoerd vanwege de snelle en stabiele berekening. Bij dit type berekening wordt echter geen rekening gehouden met het verlies aan stabiliteit. Wanneer het stabiliteitsgedrag onderzocht moet worden, kan het uitvoeren van een lineaire knikanalyse u helpen om gevaarlijke gebieden te detecteren en een factor te bieden voor Euler's bifurcation point .

Het artikel Dunwandige (koudgevormde) elementen somt belangrijke factoren op waarmee rekening moet worden gehouden bij het analyseren van dunwandige profielen in IDEA StatiCa. Het onderwerp wordt ook besproken in de webinaropname van Dunwandige staven –knik problemen

• Voer een lineaire knikanalyse uit en evalueer zorgvuldig elke knikvorm; de eerste 5 gepresenteerde knikvormen zijn misschien niet genoeg.
• Vertrouw niet op de plasticiteit van dunwandige elementen en beperk in plaats daarvan de von Mises-spanning tot vloeigrens of zelfs lager.
• Houd er rekening mee dat plaatselijk knikken, waarmee geen rekening wordt gehouden, interne krachten in componenten anders kan herverdelen.
• Houd er rekening mee dat de stijfheid van componenten kan verschillen door verschillende faal-modi of combinaties hiervan.
• Houd er rekening mee dat de gepresenteerde controles en detaillering van componenten (bijv. Bouten, lassen) volgens richtlijnen voor standaardelementen zijn. De normcontroles van dunwandige elementen kunnen variëren, en dan zijn de geleverde tests niet correct. 

Over het algemeen kan de IDEA StatiCa Connection worden gebruikt voor het modelleren van dunwandig (koudgevormd) verbindingsgedrag, maar voor de hele norm moeten ook andere tools worden gebruikt en moet de uiteindelijke beslissing worden genomen als een conclusie van verschillende gebruikte methoden en procedures .

Knikken van de Staaf

Twee jaar geleden introduceerde IDEA StatiCa een nieuwe applicatie die zich toelegt op het evalueren van het knikgedrag van hele staven. Het geavanceerde en gevestigde CBFEM-model bekend van de CONNECTION-app werd geïmplementeerd in IDEA StatiCa Member om verschillende niveaus van berekeningen uit te voeren. Met deze tool kan de geometrische en materieel niet-lineaire analyse worden uitgevoerd, zelfs met geometrische imperfecties.

Het rekenmodel van IDEA  Member biedt 3 soorten berekening:

•  MNA - Materieel niet-lineaire analyse, om de spanning / rek in secties langs de staaf te controleren.
•  LBA - Lineaire knikanalyse (stabiliteit), evalueert de lineaire eigenwaarden en eigenmodes (kritische factoren en knikvormen). Op basis van deze waarden kiest de ingenieur welke hij in overweging neemt voor de GMNIA niet-lineaire analyse en voert de waarden van geometrische imperfecties in. 
• GMNIA - Geometrisch en materieel niet-lineaire analyse met imperfecties, evalueert de spanning / rek langs het staaf in materieel en geometrisch (inclusief imperfecties) niet-lineaire analyse. Als limiet voor de norm-controle is 5% plastische belasting vastgesteld. 

Om vertrouwd te raken met de basisprincipes van IDEA StatiCa Member, raden we aan om de IDEA StatiCa Member Theoretische achtergrond te lezen om een ​​beter begrip te krijgen van de mogelijkheden ervan. Natuurlijk zijn er verschillende video's die de kracht van de tool laten zien. U kunt beginnen met het inleidende webinar: IDEA StatiCa Member – knik oplossingen.

De praktische tutorials op IDEA StatiCa Member helpen u de applicatie te gebruiken, vanaf nul of in een BIM-workflow. Enkele belangrijke overwegingen worden besproken in Wat moet u weten voordat u start met  IDEA StatiCa Member ? webinar opname en in deze twee artikelen: Invloed van de randvoorwaarden en Imperfecties..

Het verificatieproces van de nieuwe aanvraag is afgerond en de onderzoeken zijn samen met universiteitsteams gepubliceerd. U kunt verschillende verificatie voorbeelden doornemen.

Conclusie 

Het is altijd nodig om uw technische gevoel en beoordelingsvermogen te gebruiken bij het onderzoeken van de knikproblemen van een civieltechnische constructie. Toch kan IDEA StatiCa u daarbij helpen.

• Voor de controle van staalverbindingen geeft IDEA StatiCa Connection niet alleen de spanning / rekcontrole , maar ook de meest kritische knikvormen en bijbehorende kritische belasting.
• De stabiliteit van een frame kan worden berekend in IDEA StatiCa Member waarmee ingenieurs de geometrisch en materieel niet-lineaire analyse kunnen uitvoeren met imperfecties om de knikvormen en factoren van het constructieve element te vinden.

Beide applicaties zijn beschikbaar in een gratis proefperiode van 14 dagen om te worden getest.