Dunwandige stalen elementen

IDEA StatiCa Connection voor het ontwerpen van verbindingen van dunwandige elementen moet alleen worden overgelaten aan ervaren ingenieurs. Een knikanalyse is een must en elke modusvorm moet zorgvuldig worden geanalyseerd.

De IDEA StatiCa Connection software is bedoeld voor de beoordeling van verbindingen van warmgewalste elementen die niet aanzienlijk worden beïnvloed door knik. De geometrisch lineaire en materieel niet-lineaire analyse wordt uitgevoerd dankzij de snelle en stabiele berekening. Deze analyse is echter niet voldoende voor stabiliteitsverlies. Als knik een probleem kan zijn, helpt het uitvoeren van een lineaire knikanalyse om gevaarlijke gebieden te detecteren en een factor te geven voor het bifurcatiepunt van Euler, maar dit is nog steeds niet voldoende voor dunwandige constructies. Voor dunwandige elementen is alleen een geometrisch niet-lineaire analyse met onvolkomenheden geschikt.

Als de gebruiker toch besluit IDEA StatiCa Connection software te gebruiken om verbindingen van dunwandige elementen te controleren, dan moet hij/zij:

• Een lineaire knikanalyse uitvoeren en elke knikvorm zorgvuldig evalueren, de eerste 5 gepresenteerde knikvormen zijn misschien niet genoeg (Hoe kan je het aantal geëvalueerde vormen verhogen)
• Niet op de plasticiteit van staalplaten vertrouwen en de von Mises spanning beperken tot de vloeisterkte of zelfs lager.
• Ervan bewust zijn dat lokale knik, waarmee geen rekening is gehouden, de interne krachten in onderdelen anders kan verdelen.
• Ervan bewust zijn dat de stijfheid van onderdelen anders kan zijn door verschillende faalwijzen of de combinatie daarvan.
• Ervan bewust zijn dat de gepresenteerde controles en detaillering van onderdelen (bijv. bouten, lassen) de volgende richtlijnen zijn voor standaardelementen. De controles voor dunwandige elementen kunnen variëren en dan zijn de gegeven controles niet correct.

Het ontwerp van verbindingen van dunwandige elementen is zeer gevalspecifiek en er kan geen algemene richtlijn worden gegeven. IDEA StatiCa Connection is niet gevalideerd voor dit gebruik.

Controle van onderdelen – EN

In EN 1993-1-1 worden dunwandige elementen gedefinieerd als: "Doorsneden van klasse 4 zijn doorsneden waarbij lokale knik optreedt voordat de vloeisterkte in een of meer delen van de doorsnede is bereikt." Het belangrijkste deel van de Eurocode voor staal is beperkt tot elementen met een materiaaldikte van t ≥ 3 mm. Hoofdstuk 4 – Gelaste verbindingen is alleen van toepassing op een materiaaldikte van t ≥ 4 mm. Daarom zijn de controles van onderdelen die door de software worden geleverd niet van toepassing op koudgevormde elementen met een kleinere dikte. Gebruikers moeten zich hiervan bewust zijn en de controles handmatig vervangen door geschikte formules uit EN 1993-1-3.

De analyse van holle doorsnede verbindingen moet ook zorgvuldig worden uitgevoerd voor elementen die buiten het geldigheidsbereik voor lasverbindingen vallen - EN 1993-1-8 - Tabel 7.1. Er bestaan geen richtlijnen voor dergelijke verbindingen en de softwareresultaten zijn niet gevalideerd.

Controle van onderdelen – AISC

In hoofdstuk A van AISC 360-16 staat een opmerking voor de gebruiker: "Voor het ontwerp van koudgevormde stalen constructieve elementen worden de bepalingen in de AISI North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members (AISI S100) aanbevolen, behalve voor koudgevormde holle constructiedelen (HSS), die volgens deze specificatie worden ontworpen." AISI S100 en AS/NZS 4600 geven formules om de afschuif- en trekweerstand van de meest voorkomende soorten bevestigingen te bepalen, samen met hun toepassingsgebied.

Controle van onderdelen – CISC

CSA S16-14 stelt in Hoofdstuk 1: "Eisen voor stalen constructies zoals bruggen, antennemasten, offshore constructies en koudgevormde stalen constructieve elementen worden gegeven in andere normen van de CSA Group Standards."