Project

Testartikel Brandwerendheid - automatische temperatuurberekening

Steel

Fire resistance

Het brandontwerp is gebaseerd op temperatuurberekening met behulp van de incrementele methode van EN 1993-1-2 - 4.2.5. Ingenieurs hoeven niet meer zelf temperatuurberekeningen te maken of te vertrouwen op aanvullende handmatige oplossingen, zoals spreadsheets.

Staal	Verbinding
	Lid
Beton	Detail
	Beton
Vrij	Kijker
Controle bot

Hier begint de inhoud

Dit is een link

Kop

chkcjnv ,jd

asd,vba-vbwrv sd,-badsk.,

Bouten en lasnaden zijn de moeilijkste elementen bij het ontwerpen van stalen verbindingen. Excel-spreadsheets vereenvoudigen vaak hun berekening. Het modelleren ervan in algemene FEM-programma's is ingewikkeld omdat deze programma's niet de vooraf gedefinieerde sets elementen bieden. Daarom is de CBFEM-methode ontwikkeld en geïmplementeerd in IDEA StatiCa.

Boutmodel volgens CBFEM

IDEA StatiCa heeft een unieke methode in zijn oplosser, de Component-based Finite Element Method (CBFEM). Het boutmodel dat in CBFEM wordt gebruikt, wordt beschreven en geverifieerd volgens verschillende staalontwerpcodes. De belastingsweerstand en het vervormingsvermogen worden ook vergeleken met de belangrijkste experimentele onderzoeksprogramma's.

In de Component-Based Finite Element Method (CBFEM) is bout met zijn gedrag in spanning, afschuiving en lager de component die wordt beschreven door de afhankelijke niet-lineaire veren. De bout in spanning wordt beschreven door veer met zijn axiale aanvangsstijfheid, ontwerpweerstand, initialisatie van de meevloeiing en vervormingscapaciteit. Voor de initialisatie van de vloei- en vervormingscapaciteit wordt aangenomen dat plastische vervorming alleen optreedt in het schroefdraadgedeelte van de boutschacht.

In onze theoretische achtergrond vindt u meer informatie over hoe de CBFEM-methode bouten beschrijft en verifieert. Als je wat meer wilt weten over CBFEM in het algemeen, is de volledige algemene theoretische achtergrond zeker de beste plek om te beginnen.

Bouten volgens ontwerpcodes

Laten we eens kijken hoe CBFEM bouten benadert vanuit het oogpunt van individuele ontwerpcodes. Tot nu toe ondersteunt IDEA StatiCa acht ontwerpcodes waarbij het ontwerp en/of de detaillering van bouten en voorgespannen bouten wordt opgelost.

Controle van bouten en voorgespannen bouten volgens Eurocode

De aanvankelijke stijfheid en ontwerpweerstand van bouten in afschuiving zijn in CBFEM gemodelleerd volgens Cl. 3.6 en 6.3.2 in EN 1993-1-8. De veer die lager en spanning vertegenwoordigt, heeft een bi-lineair kracht-vervormingsgedrag met een aanvankelijke stijfheid en ontwerpweerstand volgens Cl. 3.6 en 6.3.2 in EN 1993-1-8.

Detaillering

Controles van bouten worden uitgevoerd als de optie is geselecteerd in Code setup. Afmetingen van bouthart tot plaatranden en tussen bouten worden gecontroleerd. Randafstand e = 1,2 en afstand tussen bouten p = 2,2 worden aanbevolen in tabel 3.3 in EN 1993-1-8. Gebruikers kunnen beide waarden wijzigen in de code-instellingen.

Controle van bouten en voorgespannen bouten volgens AISC

De krachten in bouten worden bepaald door eindige-elementenanalyse. De trekkrachten omvatten wrikkrachten. De boutweerstanden worden gecontroleerd volgens AISC 360 - Hoofdstuk J3.

Detaillering

De minimale afstand tussen de bouten en de afstand tot het midden van de bout tot een rand van een verbonden onderdeel wordt gecontroleerd. De minimale afstand 2.66 keer (bewerkbaar in Code setup) de nominale boutdiameter tussen de middelpunten van bouten wordt gecontroleerd volgens AISC 360-16 – J.3.3. De minimale afstand tot het midden van de bout tot een rand van een verbonden onderdeel wordt gecontroleerd volgens AISC 360-16 – J.3.4; de waarden staan in de tabellen J3.4 en J3.4M.

Controle van bouten en voorgespannen bouten volgens andere normen

Bout detaillering

Hoe de afstanden in te stellen

Randafstanden die worden gebruikt voor de weerstand van boutlagers moeten relevant zijn voor algemene plaatgeometrieën, platen met openingen, uitsparingen, enz.

Het algoritme leest de werkelijke richting van de resulterende dwarskrachtvector in een bepaalde bout en berekent vervolgens de afstanden die nodig zijn voor de lagercontrole.

De eindafstanden (e 1) en rand (e2) worden bepaald door de plaatcontour in drie segmenten te verdelen. Het eindsegment wordt aangegeven door een bereik van 60° in de richting van de krachtvector. De randsegmenten worden gedefinieerd door twee bereiken van 65° loodrecht op de krachtvector. De kortste afstand van een bout tot een relevant segment wordt dan als eind, of randafstand, genomen.

Er zijn verschillende opties voor het behandelen van lassen in numerieke modellen. De grote vervormingen maken de mechanische analyse complexer en het is mogelijk om verschillende mesh-beschrijvingen, verschillende kinetische en kinematische variabelen en constitutieve modellen te gebruiken. Over het algemeen worden de verschillende soorten geometrische 2D- en 3D-modellen en daarmee eindige elementen met hun toepasbaarheid voor verschillende nauwkeurigheidsniveaus gebruikt. Het meest gebruikte materiaalmodel is het gangbare tariefonafhankelijke plasticiteitsmodel op basis van het von Mises-opbrengstcriterium. Er worden twee benaderingen beschreven die worden gebruikt voor lassen. Restspanning en vervorming veroorzaakt door lassen worden in het ontwerpmodel niet verondersteld.

De belasting wordt overgebracht door kracht-vervormingsbeperkingen op basis van de Lagrangiaanse formulering naar de tegenoverliggende plaat. De verbinding wordt multi-point constraint (MPC) genoemd en relateert de eindige-elementenknooppunten van de ene plaatrand aan de andere. De eindige-elementenknooppunten zijn niet rechtstreeks met elkaar verbonden. Het voordeel van deze aanpak is de mogelijkheid om mazen met verschillende dichtheden met elkaar te verbinden. De beperking maakt het mogelijk om het middellijnoppervlak van de verbonden platen te modelleren met de offset, die de werkelijke lasconfiguratie en keeldikte respecteert. De belastingsverdeling in de las is afgeleid van de MPC, dus de spanningen worden berekend in het keelgedeelte. Dit is belangrijk voor de spanningsverdeling in de plaat onder de las en voor het modelleren van T-stompjes.

Plastische spanningsverdeling in lasnaden

Het model met alleen meerpuntsbeperkingen respecteert de stijfheid van de las niet en de spanningsverdeling is conservatief. Spanningspieken die verschijnen aan het einde van plaatranden, in hoeken en afrondingen, bepalen de weerstand over de gehele lengte van de las. Om het effect te elimineren, wordt een speciaal elastoplastisch element tussen de platen toegevoegd. Het element respecteert de dikte, positie en oriëntatie van de laskeel. Het equivalente lasmassief wordt ingevoegd met de bijbehorende lasafmetingen. De niet-lineaire materiaalanalyse wordt toegepast en het elastoplastische gedrag in equivalente lasvaste stof wordt bepaald. De plasticiteitstoestand wordt geregeld door spanningen in het laskeelgedeelte. De spanningspieken worden herverdeeld over het langere deel van de laslengte.

Het elastoplastische model van lassen geeft echte spanningswaarden en het is niet nodig om de spanning te gemiddelden of te interpoleren. Berekende waarden bij het meest belaste laselement worden direct gebruikt voor controles van het lasonderdeel. Op deze manier is het niet nodig om de weerstand van meervoudig georiënteerde lassen, lassen aan niet-verstijfde flenzen of lange lassen te verminderen.

Beperking tussen laselement en mesh-knooppunten

Algemene lassen kunnen, terwijl ze gebruik maken van plastic herverdeling, worden ingesteld als continu, gedeeltelijk en intermitterend. Doorlopende lassen zijn over de gehele lengte van de rand, gedeeltelijk stelt gebruikers in staat om offsets aan beide zijden van de rand in te stellen, en intermitterende lassen kunnen bovendien worden ingesteld met een ingestelde lengte en een opening.

WORD EEN GECERTIFICEERDE CONNECTION PROFESSIONALl

Klaar om analyse-, ontwerp- en norm-controleskills van verschillende staalverbindingen onder de knie te krijgen voor de dagelijkse technische praktijk? Onze online cursus kan je helpen

Lees meer

Kies taal