sensd.02.ibc - Ontwerp van koudgevormd staal IBC

De staalontwerpmodule koudgevormd staal voor de IBC is een uitbreiding op de module sensd.01.ibc Staalontwerp. Met de module is het mogelijk om koudgevormde staalelementen te ontworpen volgens de Noord-Amerikaanse specificatie AISI NAS S100: 2016.

• Zowel doorsnede- als stabiliteitscontroles worden ondersteund. U voert deze op dezelfde wijze uit als bij conventionele staalelementen.
• Ingebouwde beslissingsmechanismen bepalen op basis van de geometrie, interne krachten, aanwezigheid van platen en andere modelparameters, welke normartikelen worden gebruikt.
• Er wordt rekening gehouden met doorsnede-eigenschappen die minder effectief zijn vanwege lokale en distortieknik.
• Gespecialiseerde ontwerpprocedures voor bezwijken door lokaal uitbuilen van het lijf en voor gordingen die op platen zijn bevestigd, worden toegepast volgens de norm.

Voordelen

• Sensd.02 analyseert een breed scala aan open staaldoorsneden op plaatselijke knikeffecten.
• Effectieve doorsneden worden afgeleid voor druk, buiging langs sterke en zwakke as. Deze worden vervolgens, indien nodig, gebruikt in de algemene staalnormcontroles en kunnen grafisch worden weergegeven.
• De afleiding van de effectieve vorm houdt rekening met distortieknik van randsteunen en tussenliggende steunen en dubbele randplooien.
• De algoritmes achter de berekening van effectieve doorsneden verhogen de productiviteit en vereist slechts weinig invoer van de gebruiker.
• De Profielbibliotheek bevat een breed scala aan producten van fabrikanten van koudgevormd staal. U kunt de afmetingen van deze profielen bewerken en daarmee de Profielbibliotheek uitbreiden met meer producten.
• Met de Algemene doorsnedebewerker (opgenomen in module sen.05) kunt u aangepaste doorsneden definiëren en dxf- en dwg-bestanden importeren.
• Voor economisch gordingontwerp wordt rekening gehouden met het ondersteunende effect van staalplaten. Er is ook een bibliotheek beschikbaar met plaatproducten van populaire fabrikanten.
• Een geautomatiseerde optimalisatieprocedure (AutoDesign) in de staalontwerpfunctie selecteert geschikte profielen, afhankelijk van (1) de interne krachten in de structuur en de slankheid van de elementen, en (2) de reeks voorkeursprofielen van de gebruiker.

Initiële vorm

Een koudgevormd profiel kan uit de Profielbibliotheek worden geselecteerd of als een algemene doorsnede worden gemodelleerd. Vervolgens wordt de zogenaamde initiële vorm automatisch berekend: de doorsnede wordt in de afzonderlijke onderdelen verdeeld, dus in wanden en verstijvers. De onderdeeltypes die automatisch worden herkend, zijn:

• I (intern)
• F (vast, geen reductie nodig)
• SO (symmetrisch uitsteeksel)
• UO (asymmetrisch uitsteeksel)
• RUO (gewapend asymmetrisch uitsteeksel)

De gegenereerde initiële vorm kan worden weergegeven en aangepast. Met een tool, dat rechtstreeks beschikbaar is in de Profielbibliotheek, kunt u de berekening van de effectieve vorm controleren zonder dat u staalontwerp moet uitvoeren.

Effectieve vorm

Het berekenen van de effectieve breedte begint altijd met het bepalen van de spanning in het drukelement. De verkregen effectieve doorsneden kunnen grafisch worden weergegeven.

Ondersteunde doorsnedetypes

De volgende doorsnedetypes worden ondersteund voor het genereren van de initiële vorm en de effectieve doorsnede:

• Standaarddoorsneden uit de Profielbibliotheek;
• Dunwandige geometrische profielen (gedefinieerd door hun vorm en dikte);
• Gekoppelde koudgevormde staalprofielen (zoals rug-aan-rug-sigmaprofielen);
• Algemene dunwandige profielen of algemene veelhoeken met dunwandige vertegenwoordiging.

Doorsnedecontroles

De volgende doorsnedecontroles worden uitgevoerd: axiale spanning, axiale druk, buigend moment, afschuifkracht, torsiemoment, lokaal uitbuilen van lijf, gecombineerde spanning en buiging, gecombineerde druk en buiging, gecombineerde afschuiving, normaalkracht en buigend moment, gecombineerde buiging en lokaal uitbuilen van lijf.

Stabiliteitscontroles

De volgende stabiliteitscontroles worden uitgevoerd: buigknik, torsieknik en buig- en torsieknik, kip, buiging en axiale druk, buiging en axiale spanning, gecombineerde buiging- en spanningscontrole. Voor het bepalen van de buig- en torsieknikweerstand wordt de algemene derdegraadsvergelijking uitgevoerd.

Aanvullende staalelementen

Om de stabiliteit te verbeteren kunnen extra elementen worden toegevoegd aan het model: beplatingen, kipsteunen en andere verstijvers.

Daarnaast wordt tweede-ordeanalyse volgens Appendix 2 ondersteund.

Beplatingen en plaatbevestiging met één flens

De beschikbare laterale sterkte van staalplaten wordt gecontroleerd. Hierdoor kan de torsiestijfheid van een element worden verhoogd. Met SCIA Engineer kan een flens van een buig- of drukelement ook worden beschouwd als bevestigd aan de plaat, zoals dit in AISI NAS 2007 is vastgelegd, wanneer dit ten minste van toepassing is.

Gegevens Lokaal uitbuilen lijf

Lokaal uitbuilen lijf (lokaal bezwijken van het lijf vanwege een hoge lokale intensiteit van de belasting) wordt gecontroleerd op plekken met puntlasten of op verbindingspunten tussen elementen, bijvoorbeeld een gording die is bevestigd aan een dakligger. De controle voor het lokaal uitbuilen van een lijf wordt alleen uitgevoerd voor afschuifkracht Vy en op plekken waar het diagram van de afschuifkracht een sprong vertoond. Dit kan ook worden uitgeschakeld.

Ontwerp van een overlappende gording

C-profielen en Z-profielen kunnen worden overlapt (in elkaar worden geschoven) om van afzonderlijke gordingen één half-doorgaande gording te maken. U kunt bij gordingen gebruik maken van overlappingszones (zowel symmetrisch als asymmetrisch). Als de controle wordt uitgevoerd in een doorsnede in de overlappingszone, wordt de gecombineerde kracht van beide doorsneden gebruikt. De overlapping kan eventueel volledig steunen op de onderste flens.

De lengte van de overlapping kan op basis van een gedefinieerde dimensielijst door het programma worden geoptimaliseerd.

Vereiste modules:

• sensd.01.ibc