scia.d.scaff - Steigerbouw

Met een aantal algemene en specifieke technologieën in SCIA Engineer kan steigerbouw daadwerkelijk worden ontworpen met Computer Aided Engineering: parametrische blokken voor snellere modellering, projectsjablonen met belastingen en voorgemaakte rapporten en geavanceerde analyseopties voor diverse soorten niet-lineariteit. SCIA Engineer combineert deze eigenschappen met controles voor elementen en verbindingen (koppelingen) voor steigerbouwstructuren volgens EN 12811-1 en volgens specificaties van fabrikanten.

Steigerbouwtypes

SCIA Engineer wordt al jaren gebruikt als onmisbaar hulpmiddel voor het analyseren en ontwerpen van de volgende soorten steigerbouw:

Steiger van buis en koppelingen

Veelzijdig en veelgebruikt. Met de aanpasbare componenten kan eenvoudig een complexe geometrie worden gebouwd.

SCIA Engineer modelleert deze steigers met koppelingstypes die zijn gedefinieerd in Bijlage C van EN 12811-1 en met aangepaste koppelingen van Cuplock and Layher.

In de uitgebreide bibliotheek zijn koppelingen beschikbaar. Hier worden algemene producten en producten van fabrikanten vertegenwoordigd als geavanceerde driedimensionale scharnieren, met een niet-lineair translatiegedrag en niet-lineair rotatiegedrag.

Modulaire systemen

Gedefinieerd als systemen waarin de staanders componenten bevatten voor verbindingen met de andere steigeronderdelen (dwarsliggers en liggers) op vooraf gedefinieerde (modulaire) intervallen. Het belangrijkste voordeel hiervan is de korte oprichtingstijd.

Met SCIA Engineer kunnen dergelijke steigers eenvoudig worden gemodelleerd doordat bibliotheken met gebruikersblokken kunnen worden gemaakt die in nieuwe projecten worden ingevoegd.

Raamwerksystemen

Raamwerksystemen zijn een speciaal type modulair systeem waarbij de staanders en liggers al aan elkaar zijn vastgelast in vaste raamwerken.

Ook hier kunnen gebruikersblokken worden toegepast om snel en zeker modellen te genereren.

Modelleren

Voor het modelleren en de analyse van steigerbouwelementen zijn staal- en aluminiummaterialen beschikbaar.

Directe steigermodellering

Alle standaardfuncties voor modelleren en manipuleren (zoals kopiëren, verplaatsen en spiegelen) en alle beschikbare hulpmiddelen (zoals UCS, activiteit en lagen) van de algemene omgeving van SCIA Engineer zijn beschikbaar om een structureel en analysemodel (of CAD-model) van een steiger te maken.

Als een 2D- of 3D-CAD-model van de steiger beschikbaar is, kan dit direct als analysemodel worden geïmporteerd. Het is zelfs mogelijk een architectuurmodel te importeren, zodat u de steiger naast het bestaande gebouw kunt modelleren.

Tevens worden eventuele voorgedefinieerde gebruikersblokken in het model van de geanalyseerde steiger ingevoegd. Deze gebruikersblokken kunnen standaard- of parametrische geometrieblokken zijn die vooraf zijn gedefinieerd (zoals sjablonen voor algemeen gebruikte raamwerksystemen).

Steigersjablonen

 

Als u regelmatig steigers ontwerpt, profiteert u van de mogelijkheid om maatwerksjablonen voor allerlei soorten steigers te maken. Het voordeel van sjablonen is dat alle gemeenschappelijke gegevens (zoals materialen, doorsneden, stijfheden, combinaties en de basisgeometrie) slechts eenmaal moeten worden gedefinieerd: om het sjabloon te maken.

Sjablonen besparen veel moeite omdat ze alle vereiste belastingsgevallen en -combinaties al bevatten.

Analyse

Voor de analyse van een steiger moeten belastingen en combinaties correct worden gedefinieerd en moeten de berekening en het ontwerp voldoen aan de normen van de betreffende steiger.

Berekening

Vaak is een geavanceerde tweede-ordeanalyse met zowel globale (P-Δ) als lokale (P-δ) effecten vereist voor steugerbouwstructuren (opgenomen in module sens.00). Voor de behandeling van diverse specifieke aspecten van steigerbouwstructuren worden andere rekenfuncties uit deze module gebruikt, zoals niet-lineaire functies voor koppelingstijfheid, wrijvingssteunpunten voor voetspindels, alleen-druk-steunpunten voor afsteuningen en contactelementen voor ruimtes tussen de pen en het gat.

SCIA Engineer biedt bovendien ondersteuning voor stabiliteitsanalyses, waarmee knikvormen van de steiger worden bepaald (module sens.01). De knikvormen worden vervolgens gebruikt als imperfecties voor de volledige tweede-ordeanalyse. Met een niet-lineaire stabiliteitsanalyse (opgenomen in module sens.03) kunt u onder andere alleen-spanningselementen elimineren of rekening houden met andere soorten niet-lineariteiten van elementen en steunpunten voor het bepalen van de knikreactie van de steiger.

Ontwerp: grenstoestanden

In de uiterste grenstoestand worden de steigerelementen gecontroleerd met de capaciteit- en interactiecontroles die zijn gedefinieerd in EN 12811-1. Naast de specifieke steigercontroles is ook functionaliteit beschikbaar voor een volledig ontwerp en de controle van de structuur volgens EN 1993-1-1 voor steigers die niet voldoen aan de eisen van EN 12811.

SCIA Engineer voert ook een koppelingscontrole uit volgens EN 12811-1 of volgens de specificaties van een fabrikant (voor specifieke koppelingsproducten).

Daarnaast kunt u de vervormingen van de steiger evalueren en eenvoudig controleren op doorbuigingen. Dat is met name belangrijk voor liggers die steigerplanken ondersteunen.

Meer informatie over normcontroles

In typische steigerbouwprojecten worden kolommen als continu beschouwd, ook al bevatten ze flexibele scharnieren langs de lengte. Voor het juiste ontwerp van deze steigerbouwelementen, moet correct rekening worden gehouden met systeemlengtes en kniklengtes. Met de steigerbouwfunctionaliteit wordt dit correct afgehandeld: flexibele verbindingen tussen elementen zijn geen aantasting van de systeemlengtes en met deze verbindingen wordt ook rekening gehouden in de op EEM gebaseerde bepaling van kniklengtes.

Voor steigerbouwelementen (staanders, dwarsliggers) zijn de Eurocode normcontroles voor staal en aluminium uitgebreid met controles volgens de Steigerbouwnorm EN 12811-1. Er zijn aanvullingen gemaakt voor buiselementen: interactievergelijkingen volgens artikel 10.3.3.2 en volgens DIN 4420 deel 1 bij grote afschuiving.

Voor verbindingen:

• U wijst niet-lineaire koppelingscharnieren toe aan knooppunten die staanders verbinden met horizontale elementen, met diagonalen en die liggers verbinden met liggers. De niet-lineaire scharnieren worden geselecteerd in een voorgedefinieerde bibliotheeklijst.
• Voor algemene koppelingen worden weerstandwaarden vergeleken met de ontwerpkrachten (Bijlage C van EN12811-1) en wordt de combinatie van werkingen gecontroleerd (artikel 10.3.3.5 vergelijking 10 en 11). De bibliotheek bevat de volgende algemene koppelingssoorten:
  • rechte-hoek-koppeling
  • sleufkoppeling
  • draaikoppeling
  • parallelkoppeling
• Gefabriceerde producten van Layher en Cuplock worden gecontroleerd volgens de regels in de specificatiedocumenten.
• Voetspindels worden gecontroleerd volgens de Eurocode (het uiterste moment Mu is afhankelijk van de normaalkracht in de geselecteerde staander).

Tekeningen

Een aparte module (zie sendt.01 - Automatische algemene overzichtstekeningen) is een zeer effectief hulpmiddel om automatisch 2D- en 3D-overzichtstekeningen van de structuur te maken. De gegenereerde afbeeldingen kunnen worden bewerkt, gecombineerd met andere tekeningen, en in een PaperSpace-galerij worden ingevoegd om professionele tekeningen te maken. Alle tekeningen blijven aan het oorspronkelijke model gekoppeld. Dit betekent dat ze na een wijziging van het model automatisch opnieuw worden gegenereerd.

Maatwerkprocedures

Steigerbouwcomponenten

Met SCIA Engineer kunt u verschillende steigerbouwcomponenten nauwkeurig en met de juiste specificaties modelleren.

Diagonalen

Diagonalen worden meestal bevestigd met een excentriciteit, als gevolg van de geometrie van de bevestiging tussen de staanders en de diagonalen. Naast de excentriciteit hebben diagonalen in modulaire systemen over de hele lengte vaak een kleine opening, die wordt veroorzaakt door een kleine marge tussen de pen en het gat. Als er voor de diagonalen van modulaire systemen speciale testresultaten beschikbaar zijn, wordt de in de tests berekende stijfheid meegewogen via een translatieveer.

Aangepaste koppelingen

SCIA Engineer bevat een uitgebreide bibliotheek met de verschillende koppelingstypes uit Bijlage C van EN 12811-1, inclusief de stijfheid van de koppelingen. Dit is een open bibliotheek waaraan u zelf koppelingen kunt toevoegen.

Vloerelementen

Voor steigerbouwstructuren worden meestal twee soorten vloersystemen gebruikt: metalen platen of houten planken.

Bij de stijfheid in het analysemodel wordt rekening gehouden met metalen steigerplaten. Worden echter houten steigerplanken gebruikt, dan kan de stijfheid van de planken niet worden meeberekend, aangezien deze planken los op de liggers worden geplaatst. In dat geval worden de planken ideaal gemodelleerd als een extra belasting.

Voetspindels

Voetspindels onder aan de steiger vertonen specifiek gedrag. In de meeste gevallen worden de voetspindels niet aan de grond vastgemaakt. Hun horizontale weerstand is volledig afhankelijk van wrijving. Dit wordt gemodelleerd met behulp van wrijvingssteunpunten.

Gevelankers

De verbinding tussen de banden en de gevel wordt efficiënt gemodelleerd volgens EN 12810-2.

 

---

Vereiste modules:

• scia.d.steel