Capaciteit ontwerp (EN)

1 Nieuw project

Start IDEA StatiCa (download de nieuwste versie)  en open het source project file.. Het ontwerp van de verbinding is al klaar voor de standaard Spanning/rek-berekening.

2 Berekening en controle

Start de spannings-/rek berekening met de knop Berekenen in het lint. Het rekenmodel wordt automatisch gegenereerd, de berekening wordt uitgevoerd en u kunt de algehele controleresultaten in de linkerbovenhoek van het hoofdscherm zien.

U kunt zien dat op basis van de spannings-/rek berekening de verbinding goed is ontworpen en voldoet aan alle controles. Kopieer dit projectitem om deze resultaten te behouden.

3 Capaciteits controle

Wijzig in het nieuwe projectitem (CON2) het berekeningtype in CD – Capaciteitsontwerp.

Het dissipatief ontwerp moet worden geselecteerd. Het kan worden toegevoegd door de opdracht vanaf het bovenste lint of door met de rechtermuisknop in de boom in de scène te klikken.

Als dissipatief onderdeel moet een staaf of plaat worden gekozen waar een plastisch scharnier wordt verwacht. De materiaaloversterktefactor en de rekverhardingsfactor worden toegepast op het gekozen item. Selecteer in dit voorbeeld de staaf IPE360 als het dissipatief onderdeel en bevestig de selectie met de spatiebalk/enter-toets/rechtsklik.

In de eigenschappen van Staven moeten de parameters van IPE360 worden aangepast: Stel het Modeltype in op N-Vz-My, omdat de verbinding het buigmoment alleen in het verticale vlak kan weerstaan en buiging rond de secundaire straalas moet worden beperkt.

Schakel de Krachten in parameter naar Positie, omdat dan de exacte werkende krachtpositie kan worden gedefinieerd. De positie van het plastisch scharnier is gelijk aan de positie van de werkende kracht: X = 365 mm.

Hoe weet u de juiste positie van het plastisch scharnier? De engineer moet beslissen waar het zal optreden. Meestal wordt het plastisch scharnier op de ligger bepaald. In dit voorbeeld vindt treedt het scharnier op net achter de voorkant van de laatste verstijver. Het is handig om de positie uit de applicatie te halen (via draadmodel weergave)

In de volgende stap moeten de lasteffecten worden gedefinieerd. Belastingen voor seismische berekening zijn norm-afhankelijk (de materiaaloversterktefactor, rekverhardingsfactor) en worden ook beïnvloed door vloeigrens, geometrische karakteristiek van de doorsnede, enz.

Belastingen voor dit voorbeeld werden berekend door deze procedure:

\[M_{\textrm{Ed}} = \gamma_{\textrm{sh}} \cdot f_{\textrm{y,ov}} \cdot W_{\textrm{p}l} = 1.2 \cdot 447.75 \cdot 10^6 \cdot 1.0218 \cdot 10^{-3} = 544.12 \, \textrm{kNm} \]

\( \gamma_{\textrm{sh}} = 1.2 \) 

\( f_\textrm{y} = 355 \, \textrm{MPa} \)

\( f_{\textrm{y,ov}} = f_\textrm{y} \cdot \gamma_{\textrm{ov}} = 355 \cdot 1.25 = 443.75\, \textrm{MPa} \)

\( \gamma_{\textrm{ov}} = 1.25 \) 

\( W_{\textrm{pl,IPE360}} = 1.0218 \cdot 10^6 \, \textrm{mm}^3 \)

\[ V_{\textrm{Ed}} = \frac{2 \cdot M_{\textrm{Ed}}}{L_{h}} = 2 \cdot \frac{544.12}{7.32} = 148.67 \, \textrm{kN} \]

\(L_{h} = 7.32 \, \textrm{m} \, -\) distance between plastic hinges on the beam

Voeg de berekende dwarskracht en buigend moment toe als een nieuw lasteffect (LE).

De dwarskracht en het buigend moment moeten met de juiste tekens zijn, zodat het buigend moment op de balk afneemt in de richting weg van de knoop.

Kopieer deze LE en verander de oriëntatie van de werkende krachten zodat het tweede LE in de tegenovergestelde richting werkt.

Nu kan de capaciteitsberekening worden gestart met de opdracht Berekenen.

U kunt aan de resultaten zien dat de knoop de normcontrole niet heeft doorstaan. Enkele wijzigingen in het ontwerp zijn vereist.

Verhoog de dikte van de eindplaat tot 25 mm om te voorkomen dat deze faalt.

To increase column load capacity, add a doubler to its web (add Stiffening plate manufacturing operation).

Om de laadcapaciteit van de kolom te vergroten, voegt u een opdikplaat toe aan het lijf (bewerking verstijvende plaat).

De opdikplaat wordt door stompe lassen aan het lijf van de kolom gelast, de las aan de flenzen moet ook worden gedefinieerd.

Er moeten vier lassen worden toegevoegd aan beide zijden van de kolom aan beide flenzen.

De verstijvers bij het kolomlijf moeten worden afgesneden en aan de opdikplaat worden gelast door de snede van plaat.

Herhaal de snede van de plaat om alle vier de verstijvers met de opdikplaten te verbinden.

All design actions are done now, run Calculate in the Check tab. You can see that all components (like welds and bolts) passed the code-check. The plastic strain of the dissipative item plates does not influence overall results. 

Alle ontwerpacties zijn nu gedaan, voer Berekenen uit op het tabblad Controle. U kunt zien dat alle componenten (zoals lassen en bouten) de norm-controle hebben doorstaan. De plastische rek van de platen van het dissipatieve onderdeel heeft geen invloed op de algehele resultaten.

Het optreden van het plastic scharnier kan worden onderzocht in de Plastische rek.

Het plastic scharnier verscheen op de verwachte plek en deze verbinding voldeed aan de controles die vereist waren voor het capaciteitsontwerp.

Voor een beter begrip van de resultaten, zie de Theoretische Achtergrond.

4 Rapport

Eindelijk kunt u het rapport bekijken. IDEA StatiCa biedt een volledig aanpasbaar rapport om af te drukken of op te slaan in een bewerkbaar formaat.

Je hebt een capaciteitsontwerpcontrole uitgevoerd van een constructieve staalverbinding volgens Eurocode (EN).