scia.d.alu - Aluminium

Voordelen

Correcte en exacte omgang met aluminiumelementen wordt in SCIA Engineer bereikt door:

• rekening te houden met alle lokale knikeffecten en door warmte beïnvloede zones in effectieve doorsnedeberekeningen en verdere toetsing van het ontwerp;
• op het niveau van overspanningen knikfactoren en tweedeorde-effecten te bepalen voor de globale elementstabiliteit;
• snelle controle van aluminiumstructuren via geoptimaliseerde ontwerpprocedures en parallelle verwerking;
• compatibiliteit van deze ontwerpfunctionaliteit met geavanceerde analysefuncties, zoals verschillende soorten niet-lineariteit, afwezigheden, 2D-EEM-spanninganalyse van doorsneden, enzovoort.

Doorsnedeanalyse

SCIA Engineer heeft unieke, veelzijdige procedures voor het analyseren van dunwandige doorsneden: sectiekwalificatie en afleiding van effectieve doorsnede vormen een essentiële stap voordat de controleregels van de norm worden toegepast.

• Naast de mogelijkheden die ook beschikbaar zijn voor staalontwerp, kunnen de tools voor aluminiumdoorsneden ook rekening houden met de aanwezigheid van lassen.
• De Profielbibliotheek bevat diverse vormen die u naar wens kunt aanpassen, opslaan en gebruiken.
• Met de Algemene doorsnedebewerker (opgenomen in module sen.05) kunt u elke doorsnedevorm maken en deze gebruiken in de analyse en in het structurele ontwerp. De vorm kan worden getekend met de geïntegreerde tekentools of worden geïmporteerd uit DXF- en DWG-bestanden.
• SCIA Engineer wijst automatisch wandtypes (intern, vast, symmetrisch of asymmetrische uitsteeksels) toe aan afzonderlijke delen van alle bekende doorsnedevormen, zelfs als deze worden gecombineerd (gelast of gebout).
• Gereduceerde doorsnede-eigenschappen worden berekend voor druk, buiging langs sterke en zwakke as, en houden rekening met lokaal plooien, distortieknik en HAZ-effect.
• De verkregen effectieve doorsneden kunnen grafisch worden weergegeven en alle iteraties van de berekening worden gerapporteerd in tabellen.

Omgaan met complexe vormen

Eurocode 9 bepaalt dat secties moeten worden geclassificeerd volgens hun wandslankheid. Op basis hiervan worden vervolgens plastische of elastische toetsingen uitgevoerd, en eventueel worden reducties van lokale knikeffecten beschouwd. Hierdoor moeten aluminiumdoorsneden gerepresenteerd worden als wanden met een dikte. Dit is lastig als de vormen complex zijn, zoals de vormen die meestal in gevels worden gebruikt.

Het goede nieuws is dat SCIA Engineer hier een oplossing voor heeft. Een dunwandige representatie kan eenvoudig worden geschetst als overlay voor een doorsnedevorm. Dit betekent dat het ontwerp beide voordelen combineert: de EEM-analyse kan worden uitgevoerd met de daadwerkelijke doorsnedevormen (voor het afleiden van vervormingen, interne krachten en spanningen), en in de EC9-ontwerpmodule kan de classificatie en de berekening van de effectieve doorsnede worden uitgevoerd en de resultaten kunnen worden gebruikt in de normcontroles.

Door warmte beïnvloede zones

Als aluminiumelementen worden gelast, kunnen lokale stabiliteitseffecten worden geïntensiveerd door verzachting van het materiaal. Eurocode 9 legt speciale nadruk op de correcte omgang met lassen tijdens het ontwerp.

In SCIA Engineer kunt u zowel lassen in langsrichting als dwarsrichting op elementen invoeren. Lassen verhevigen de gebruikte effectieve doorsnede-eigenschappen in de door warmte beïnvloede zone (HAZ, heat-affected zone). Dwarse lassen resulteren in een volledig nieuwe effectieve doorsnede in de HAZ.

Controles

• Doorsnedecontroles worden uitgevoerd voor normaalkrachten, buigende momenten, afschuifkrachten, torsie, welving en combinaties van deze belastingseffecten (N + My,z + Vy,z, Vy,z + T).
• Stabiliteitscontroles worden uitgevoerd voor buigknik, torsie en torsie-buigknik, kip, plooien door afschuiving voor I-doorsneden (symmetrisch en asymmetrisch), gecombineerde buiging en axiale druk.
• Controles worden uitgevoerde volgens de nieuwste EN 1999-1-1:2007 + A1:2010 + A2:2013 waarbij speciaal wordt gelet op dwarse lassen.
• Met een automatische ontwerpfunctie (AutoDesign) kunnen de afmetingen van doorsneden uit de bibliotheek of parametrische doorsneden worden geoptimaliseerd om tot een optimaal ontwerp te komen.
• Variabele doorsneden (met consoles of variabele hoogte) en elementen met openingen kunnen ook worden ontworpen.
• Het programma biedt ook de mogelijkheid om de "gevaarlijkste" belastingscombinaties te isoleren en deze verder te gebruiken voor een stabiliteitsanalyse of tweede-ordeanalyse. De term "gevaarlijkste" verwijst hier naar belastingscombinaties die resulteren in de hoogste doorsnede-utilisatieratio of de hoogste stabiliteitsutilisatieratio.

Rapportage

De module Aluminiumontwerp heeft een interactieve rapportage-interface. Hierdoor zijn de ontwerpresultaten eenvoudig in diverse vormen op te roepen:

• Met gekleurde diagrammen voor utilisatiegraad in het 3D-beeld kunnen problemen overal in de structuur eenvoudig worden herkend.
• Het uitvoerdocument van het ontwerp kan eenvoudig worden afgedrukt in een tabel via het rapport Beknopt of via Tabelresultaten.

• In een Samenvatting per element staan alle belangrijke parameters van het ontwerp en alle controles op één pagina.
• In het rapport Gedetailleerd staan alle berekeningen als formules (of indien gewenst als tabellen) met verwijzingen naar de toegepaste artikelen van de norm, zodat u het verloop en de denkstappen van het ontwerp kunt volgen en controleren.

• De rapporten Samenvatting en Gedetailleerd zijn direct toegankelijk door op de rijen in Tabelresultaten te dubbelklikken. Op deze manier ziet u snel de relatie tussen de details van de berekening en de visuele elementen op het scherm.
• Fouten, waarschuwingen en opmerkingen kunnen interactief worden weergegeven door de muisaanwijzer op specifieke elementen in het 3D-beeld te plaatsen.
• Er kan ook een gedetailleerd overzicht van de doorsnedeclassificatie en afleidingen van de effectieve doorsneden aan het Engineering Report worden toegevoegd.
• De geselecteerde instellingen (zoals geselecteerde belastingscombinatie, elementnamen, berekeningstype en extremen) worden weergegeven in Resultaatlegenda linksboven in de hoek.
• Naast de algemene utilisatiegraad kunt u met de Resultaatcomponenten ook specifieke controles van elementen volgen.