scia.d.alu - Aluminiumbemessung

Vorteile

Die ordnungsgemäße und genaue Verarbeitung von Aluminiumbauteilen in SCIA Engineer wird erreicht durch:

• Berücksichtigung aller Ausbeulwirkungen und Wärmeeinflusszonen bei der Berechnung des wirksamen Querschnitts und in weiteren Überprüfungen der Bemessung
• Bestimmung der Beulwerte und Einwirkungen nach Theorie II. Ordnung für die globale Bauteilstabilität auf Feldebene
• schnelle Nachweise von Aluminiumstrukturen dank optimierten Bemessungsroutinen und paralleler Verarbeitung
• Kompatibilität dieser Bemessungsfunktion mit erweiterten Analysefunktionen, wie verschiedene Arten der Nichtlinearität, Absenzen, 2D-FEM-Spannungsnachweise der Querschnitte usw.

Querschnittanalyse

SCIA Engineer bietet einzigartige, vielseitige Routinen für die Analyse von dünnwandigen Querschnitten: Querschnittsklassifizierung und Ableitung des wirksamen Querschnitts sind grundlegende Schritte vor dem Anwenden der Nachweisregeln der Norm.

• Neben den Funktionen, die auch für die Stahlbemessung verfügbar sind, berücksichtigen die Werkzeuge für Aluminiumbemessungen zusätzlich das Vorhandensein von Schweißnähten.
• Die Profilbibliothek enthält zahlreiche Formen, die Sie anpassen, speichern und je nach Bedarf verwenden können.
• Mit dem Editor für allgemeine Querschnitte (im Modul sen.05 enthalten) können Sie beliebige Querschnittformen erstellen und in der Analyse und Strukturbemessung verwenden. Formen können entweder mit den integrierten Zeichnungswerkzeugen gezogen oder aus DXF- oder DWG-Dateien importiert werden.
• SCIA Engineer weist den einzelnen Teilen aller bekannten Querschnittformen automatisch Wandtypen zu (intern, fest, symmetrische oder asymmetrische Überstände), auch wenn diese einzelnen Teilen miteinander verbunden (geschweißt oder verschraubt) sind.
• Die Eigenschaften eingeschränkter Querschnitte werden für Druck und Biegungen an der starken und schwachen Achse ermittelt. Ausbeulen und Forminstabilität sowie die Wirkung von WEZ werden dabei berücksichtigt.
• Die erhaltenen wirksamen Querschnitte können grafisch dargestellt werden. Alle Iterationen der Berechnung werden in Tabellen zusammengefasst.

Verarbeitung komplexer Formen

Eurocode 9 schreibt die Klassifizierung von Querschnitten gemäß deren Wandschlankheit vor. Basierend auf dieser Klassifizierung werden dann plastische oder elastische Überprüfungen ausgeführt. Außerdem müssen Abminderungen für Ausbeulwirkungen berücksichtigt werden. Aus diesem Grund müssen Aluminiumquerschnitte durch Wände mit einer Dicke dargestellt werden. Bei komplexen Formen, wie den häufig für Fassaden verwendeten Formen, ist dies schwierig.

SCIA Engineer bietet jedoch auch hier eine Lösung. Hierzu wird eine dünnwandige Darstellung gezeichnet, die über eine beliebige Querschnittform überlagert werden kann. Bei der Bemessung vereint dies die Vorteile aus „zwei verschiedenen Welten“: Die FEM-Analyse kann mit den realen Querschnittformen ausgeführt werden (zum Ableiten von Verformungen, Schnittgrößen und Spannungen) und im Modul für die Bemessung gemäß EC9 können die Klassifizierung und Ermittlung des wirksamen Querschnitts ausgeführt werden, deren Ergebnisse dann für die normspezifischen Nachweise zur Verfügung stehen.

Wärmeeinflusszonen

Bei geschweißten Aluminiumbauteilen werden lokale Stabilitätseffekte gegebenenfalls durch Erweichung des Werkstoffs verstärkt. Im Eurocode 9 wird besonders auf die richtige Berücksichtigung von Schweißnähten bei der Bemessung geachtet.

In SCIA Engineer können Sie sowohl Längs- als auch Querschweißnähte an Bauteilen eingeben. Schweißnähte verstärken die verwendeten Eigenschaften des wirksamen Querschnitts in den Wärmeeinflusszonen (WEZ). Querschweißnähte führen zu einem völlig neuen wirksamen Querschnitt entlang des Ausmaßes der WEZ.

Nachweise

• Querschnittsnachweise werden für Längskräfte, Biegemomente, Querkräfte, Torsion, Verwölbung und Kombinationen dieser Lasteinwirkungen (N + My,z + Vy,z, Vy,z + T) ausgeführt.
• Stabilitätsnachweise werden für Biegeknicken, Drillknicken und Biegedrillknicken, Querkraftbeulen für I-Profile (symmetrisch oder asymmetrisch) und ausmittigen Druck ausgeführt.
• Die Nachweise werden gemäß den neuesten Vorschriften aus EN 1999-1-1:2007 + A1:2010 + A2:2013 mit besonderer Berücksichtigung von Querschweißnähten ausgeführt.
• Mit einer Funktion zur automatischen Bemessung (AutoDesign) können die Bemaßungen des in der Bibliothek enthaltenen oder parametrisierten Querschnitts optimiert werden, um die optimale Nutzung zu erhalten.
• Beliebige Querschnitte (mit Vouten, variabler Höhe) und Bauteile mit Öffnungen lassen sich ebenfalls bemessen.
• Außerdem ermöglicht das Programm das Extrahieren der Kombinationsvorschriften für die „gefährlichsten“ Kombinationen und deren Wiederverwendung, beispielsweise in der Stabilitätsanalyse oder Analyse nach Theorie II. Ordnung. Die Bezeichnung „gefährlichste“ bezieht sich hier auf LF-Kombinationen, die zum größten Querschnitts- oder Stabilitätsausnutzungsgrad führen.

Protokolle

Das Modul Aluminiumnachweise bietet eine interaktive Benutzeroberfläche für die Erstellung von Berichten, in denen die Bemessungsergebnisse in verschiedenen Formen bereitgestellt werden:

• Die Diagramme zum Ausnutzungsgrad mit Farbcodierung in der 3D-Szene ermöglichen ein schnelles Identifizieren von Problemen in der Struktur.
• Das Ausgabedokument der Bemessung lässt sich als Kurzausgabe oder Ergebnistabelle in tabellarischer Form drucken.

• Der Zusammenfassungsbericht pro Bauteil fasst alle wichtigen Parameter der Bemessung und alle Nachweise auf einer einzelnen Seite zusammen.
• Die Detaillierte Ausgabe enthält alle Berechnungen als Formeln (oder wahlweise als Tabellen) mit Verweisen auf die angewendeten Paragrafen aus der Norm, sodass sich die einzelnen Bemessungsschritte nachvollziehen lassen.

• Der Zusammenfassungsbericht und die Detaillierte Ausgabe sind direkt durch Doppelklicken auf die Zeilen in den Ergebnistabellen verfügbar. Dies bietet schnellen Zugriff auf die Berechnungsdetails zu den am Bildschirm gezeigten Bauteile.
• Fehler, Warnung und Hinweise können interaktiv angezeigt werden, indem in der 3D-Ansicht der Mauszeiger über bestimmte Bauteile bewegt wird.
• Eine detaillierte Übersicht der Querschnittsklassifizierung und Ableitungen wirksamer Querschnitte kann ebenfalls zum Berechnungsprotokoll hinzugefügt werden.
• Die ausgewählten Einstellungen (wie ausgewählte LF-Kombination, Bauteilnamen, Berechnungstypen und Extremwerte) werden oben links in der Ergebnislegende angezeigt.
• Neben dem allgemeinen Ausnutzungsgrad können in den Ergebniskomponenten spezifische Nachweise für Bauteile angezeigt werden.