Belangrijkste kenmerken
De module Staalontwerp is een interactief hulpmiddel voor doorsnede- en stabiliteitsontwerp van staalelementen. SCIA Engineer helpt u met het classificeren van doorsneden en interactiecontroles voor diverse belastingseffecten op een element, voor een optimaal ontwerp met een minimum aan handmatige invoer.
Het ontwerp volgt de EEM-analyse. U kunt kiezen of tijdens de analyse of tijdens de controle rekening wordt gehouden met 2de-ordevervorming en imperfecties. De interactie van belastingseffecten en diverse soorten knik worden in beide situaties correct behandeld.
UGT-controles worden uitgevoerd volgens de normen EC3, AISC 360, SIA 263 en NBR 8800. De geïntegreerde algoritmes bepalen welke artikelen van de norm worden toegepast en selecteren, op basis van doorsnedeklasse, algemene slankheid en dergelijke, passende ontwerpvergelijkingen voor doorsnede- en stabiliteitscontroles.
Controles van de bruikbaarheidsgrenstoestand zijn beschikbaar voor de normen EC3 en SIA 263. BGT-controles van doorbuigingen verzekeren de integriteit van scheidingswanden, gevels en andere elementen en afwerkingen die geen belasting dragen, en zorgen dat de gebruikers zich prettig voelen.
SCIA Engineer ondersteunt de hierin opgenomen methodes, veiligheidsfactoren en coëfficiënten die relevant zijn voor structurele analyse en ontwerp.
Ondersteuning voor de nationale bijlage van de volgende landen: Oostenrijk, België, Tsjechië, Cyprus, Denemarken, Finland, Frankrijk, Italië, Duitsland, Griekenland, Ierland, Luxemburg, Maleisië, Nederland, Noorwegen, Polen, Roemenië, Singapore, Slowakije, Slovenië, Spanje, Zweden, Verenigd Koninkrijk. De keuze van specifieke methodes en coëfficiënten kan per nationale bijlage worden gecontroleerd of aangepast.
Voordat de controlesregels van de meeste staalontwerpcodes worden toegepast, moet een doorsnedeclassificatie plaatsvinden. De module Staalontwerp voert een robuuste kwalificatie uit voor een groot aantal doorsnedevormen.
Het handmatig berekenen van verschillende doorsnedeklassen voor een combinatie is een flinke klus. In een geautomatiseerde berekening kan een dergelijk oog voor detail aanzienlijke kostenefficiëntere resultaten opleveren.
Het slimme hulpmiddel van SCIA Engineer voor doorsnedeclassificatie analyseert secties die door hartlijnen en dikte kunnen worden benaderd en stelt een categorie vast uit de vier categorieën die zijn beschreven in EN 1993-1-1 (en EN 1993-1-2 in het geval van brandwerendheidontwerp). De classificatie wordt uitgevoerd binnen de module Steelontwerp en wordt per belastingscombinatie uitgevoerd op meerdere plekken op de ligger/kolom/gording.
Voor Eurocode 3 en SIA 263 kan het hulpmiddel ook afzonderlijk worden gebruikt (geopend vanuit het bewerkingsdialoogvenster van de doorsnede). De afzonderlijke modus is bedoeld voor tests, voor vergelijking met handmatige berekeningen of om studenten te helpen met het leren van techniekontwerp. De echte waarde van het hulpmiddel zet hem in de integratie in het algoritme van Staalnormcontrole.
Voor elementen met een console of voor variabele elementen wordt tijdens de classificatie ook rekening gehouden met de variatie van de doorsnedegeometrie langs de lengte van het element.
De locatie van de neutrale as moet worden bepaald om de doorsnedeclassificatieformules van de norm te kunnen toepassen. Bij N + My + Mz plastische interactie is dit geen eenvoudige taak.
Het Classificatiehulpmiddel biedt drie numerieke methodes om de neutrale as te vinden. Elke methode biedt een ander nauwkeurigheidsniveau. U kunt de balans tussen nauwkeurigheid en snelheid kiezen op basis van de taak die wordt uitgevoerd.
Uitleg van de drie methoden:
De methode Snijpunt vloeioppervlak biedt een zeer goede balans tussen hoge nauwkeurigheid en snelheid.
Niet alleen voor dunwandige koudgevormde staalelementen moeten effectieve doorsnede-eigenschappen worden gebruikt. Andere slanke liggers, met name liggers van gelaste platen, vallen vaak in de categorie Klasse 4. In een intelligent ontwerp bieden dergelijke liggers elegante technische oplossingen en efficiënt materiaalgebruik.
In de normen Eurocode 3, SIA 263, AISC 360 wordt een effectieve doorsnede voor elke staalvorm van klasse 4 afgeleid, of deze nu is warmgewalst of gelast, gesloten of open, uit de bibliotheek afkomstig is of algemeen dunwandig is. SCIA Engineer kan slanke staalelementen flexibel ontwerpen. Het voordeel hiervan is dat de elementen gesplitst worden in vlakken wanden en verstijvers. Vervolgens wordt de geometrie ervan gereduceerd op basis van hun slankheid en de spanningen die erin worden aangetroffen.
De verkregen effectieve doorsneden kunnen grafisch worden weergegeven en alle iteraties van de berekening worden gerapporteerd in tabellen.
Het valorisatieproject SEMI-COMP+ n° RFS2-CT-2010-00023 biedt een aantal publicaties over het bereiken van een economischer ontwerp voor doorsneden die onder klasse 3 vallen. De Eurocode 3 geeft aan dat moet worden aangenomen dat deze 'semiplastische' doorsneden bezwijken bij een puur plastische bezwijking. Dit is vrij conservatief en in plaats daarvan kan enige mate aan plastische reserve worden benut, afhankelijk van de daadwerkelijke slankheid van de doorsnede.
Plastische reserve op basis van de daadwerkelijke slankheid is nu geïmplementeerd in SCIA Engineer voor dubbelsymmetrische I-profielen en RHS. In plaats van een discontinuïteit bij de transitie tussen klasse 2 en klasse 3 (een sprong van de plastische doorsneedeweerstand naar de elastische doorsnedeweerstand), wordt een graduele reductie van de plastische reserve toegepast totdat de klasse 4-limiet is bereikt. Let op dat in Eurocode 9, SIA 263, AISC 360 en AISI S100 deze graduele transitie al is voorgeschreven.
De gemodificeerde classificatielimieten die zijn gepubliceerd in het SEMI-COMP+-onderzoeksrapport, zijn ook in SCIA Engineer geïmplementeerd. Het is belangrijk dat deze limieten worden gebruikt bij semiplastisch ontwerp van klasse 3-doorsneden, omdat deze limieten corresponderen met het veiligheidsniveau van EC3 als de SEMI-COMP+-ontwerpregels worden toegepast.
De module Staalontwerp voert een uitgebreide analyse uit van alle gedefinieerde of gegenereerde belastingscombinaties om de extreme waarden te vinden van doorsnede- en stabiliteitsgebruik:
De module Staalontwerp heeft een interactieve rapportage-interface. Hierdoor zijn de ontwerpresultaten eenvoudig in diverse vormen op te roepen:
Het voordeel van deze rapportagefuncties is tweeledig: het ontwerpproces wordt versneld en u kunt projectdocumentatie maken die volledig en transparant is. Zo kunt u externe partijen en regelgevende instanties overtuigen van de kwaliteit en de omvang van de uitgevoerde toetsingen van het structurele ontwerp.
Vereiste modules:
