scia.d.timber - Hout

De module Houtontwerp biedt een interactief, semi-automatisch hulpmiddel voor het ontwerpen van houtstructuren volgens EN 1995-1-1. De module bevat toetsingen voor uiterste grenstoestand en bruikbaarheidsgrenstoestand voor massief en gelamineerd hout.

Voordelen

• Houtelementen worden ontworpen binnen een grafische 3D-omgeving voor modellering en ontwerp. De respons van de structuur en de mogelijke interactie met structuuronderdelen van ander materiaal worden nauwkeurig vastgelegd.
• Zowel lineaire als twee-ordeanalyse met initiële imperfecties kunnen voor het ontwerp worden gebruikt. Afhankelijk van het gekozen analysetype kan rekening worden gehouden met correcties van de materiaaleigenschappen, zoals is aangegeven in de norm.
• Het ontwerp voldoet volledig aan Eurocode 5 en de ondersteunde nationale bijlagen. Tevens zijn aanvullende NCCI's (lokale publicaties die niet in tegenspraak zijn) geïmplementeerd om het bereik van de uitgevoerde toetsingen te verbreden.
• De rekenprestaties van Houtontwerp profiteert van multi-threading en efficiënt geschreven routines.
• Spanning- en stabiliteitstoetsingen worden in de uiterste grenstoestand uitgevoerd. Sectieafmetingen kunnen via een ingebouwde optimalisatieprocedure worden geoptimaliseerd om te voldoen aan de criteria van de uiterste grenstoestand.
•  
• Kniklengtes kunnen automatisch worden bepaald:
  • via de vervormingsrespons van de hele structuur bij buigknik (druk);
  • volgens Eurocode 5 voor kip (buiging), waarbij rekening wordt gehouden met de gekozen toegepaste puntlast (stabiliserende of destabiliserende belasting);
  • knikfactoren voor buigknik kunnen ook via de stabiliteitsanalyse worden bepaald.
• Onmiddellijke en einddoorbuigingen worden beheerd voor BGT waarbij rekening wordt gehouden met kruip.

Bereik

• Toetsingen voor liggerelementen van massief hout en gelamineerd hout. De elementen (liggers, kolommen, enzovoort) kunnen prismatisch, gebogen of taps zijn.
• In de Materiaalbibliotheek zijn houtklassen beschikbaar: volgens EN 338 voor massief hout en volgens EN 14080 voor gelamineerd hout. U kunt de materialen uitbreiden met andere houtklassen.
• De Doorsnedebibliotheek bevat standaardvormen die u kunt gebruiken of aanpassen.
• Als een tweede-ordeanalyse wordt uitgevoerd, wordt de stijfheid van houtelementen (E- en G-modulus) automatisch gereduceerd volgens hoofdstuk 2.2.2. van EN 1995-1-1.
• De nationale bijlagen van de volgende landen worden ondersteund: Oostenrijk, België, Tsjechië, Cyprus, Denemarken, Finland, Frankrijk, Duitsland, Griekenland, Ierland, Italië, Luxemburg, Nederland, Noorwegen, Polen, Roemenië, Slowakije, Slovenië, Zweden, Verenigd Koninkrijk.
• Naast de regels van EC5 worden de volgende NCCI's gevolgd om het bereik van de controles te verbreden:
  • Structural timber design to Eurocode 5, Blackwell Publishing Ltd, 2007;
  • Handbook on structural timber design to Eurocode 5 rules including strength capacity tables for structural elements, Coford, 2006;
  • Design and perpendicular to grain tensile stress in double-tapered glulam beams, Wallin & Dalholm Digital AB, 2010.

Controles

Hout is een materiaal waarvan de sterkte en vervorming worden beïnvloed door omgevingsomstandigheden. Dit wordt expliciet behandeld in Eurocode 5. Er wordt rekening gehouden met modificatiefactoren die in de norm worden genoemd:

• kmod: modificeert de sterkte-eigenschappen voor vocht, afhankelijk van de serviceklasse en de duur van de belasting.
• kh: dieptefactor, modificeert de sterkte voor de sectiegrootte.
• ksys: sterktecorrectiefactor die rekening houdt met de gecombineerde werking van elementen, componenten of assemblage met gelijke tussenafstand die zijn verbonden door een systeem van continue lastverdeling (zoals een vloer).
• kdef: corrigeert stijfheid en doorbuigingen voor vocht, afhankelijk van de serviceklasse.

In de uiterste grenstoestand worden de volgende toetsingen uitgevoerd:

• Doorsnedecontroles: spanningscontroles voor de aanwezige interne krachten: spanning, druk, buiging, torsie. Daarnaast worden interactiecontroles uitgevoerd zoals is aangegeven in de norm (voor buiging en druk) of in andere publicaties (NCCI's) voor dubbele buiging, afschuiving en torsie, enzovoort.
• Een uitgebreide toetsing van druk haaks op de vezels van de liggers, waarbij rekening wordt gehouden met de contactlengte en -breedte.
• Stabiliteitscontroles: bezwijken door knik wordt gecontroleerd, zoals buiging, torsie, torsieknik, kip en gecombineerde druk en buiging. Een aantal van deze controles kan worden overgeslagen als een 2de-ordeanalyse met initiële imperfecties wordt uitgevoerd.
• Knikoverspanningen worden onafhankelijk beheerd van de manier waarop afzonderlijke liggers worden gesplitst: een liggerelement kan meerdere overspanningen overbruggen en een overspanning kan uit meerdere liggers bestaan.

• SCIA Engineer kan de knikfactoren (kniklengte cq. overspanningslengte) automatisch afleiden uit de vervormingsrespons van de structuur en de stijfheid van de elementen die ermee zijn verbonden.
• Ondersteuning voor speciale regels voor tapse liggers volgens 6.4.2.
• Ondersteuning voor speciale regels voor gebogen liggers volgens 6.4.3.

In de bruikbaarheidsgrenstoestand worden de volgende toetsingen uitgevoerd:

• er wordt gecontroleerd op onmiddellijke doorbuigingen;
• er wordt gecontroleerd op einddoorbuigingen: deze worden berekend met de vervormingsfactor kdef om rekening te houden met kruip.

Rapport

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

• Met gekleurde utilisatiediagrammen in het 3D-beeld worden problemen overal in de structuur eenvoudig herkend.
• Het ontwerpresultaat kan voor alle elementen eenvoudig worden afgedrukt in een tabel via het rapport Beknopt of via Tabelresultaten.