Modelowanie i analiza naprężeń w RFEM
ADS Ertner skontaktował się z mgr inż., który stworzył model obliczeniowy RFEM 3D ze skończonymi elementami bryłowymi do weryfikacji połączenia stalowego. To specjalne połączenie zawiera węzeł z sześcioma prętami łączącymi. Na górny słup i na dolne przekątne działają ekstremalnie duże siły osiowe, które pochodzą z prefabrykowanej betonowej konstrukcji budynku i dodatkowo powodują powstanie dużej siły rozciągającej w bocznej belce poziomej. Model obliczeniowy 3D w programie RFEM został utworzony w celu obliczenia naprężeń wewnętrznych w grubościennym bloku stalowym o maksymalnej wysokości 450 mm (17,72 in). W modelu obliczeniowym wszystkie elementy (belki/bloki) zostały zamodelowane jako elementy bryłowe. Obciążenia węzłowe zostały przyłożone na sztywnych powierzchniach granicznych na końcach brył. Te sztywne powierzchnie rozkładają obciążenia równomiernie na powierzchnie brył. Niektóre belki są podparte na półsztywnych powierzchniach granicznych.
W modelu blok pełni rolę elementu przenoszącego duże siły osiowe. Z ekonomicznego punktu widzenia, grubościenny blok stalowy był lepszym rozwiązaniem niż szereg spawanych płyt wzmacniających. Wyniki analizy naprężeń w RFEM porównano z maksymalnym dopuszczalnym naprężeniem w stali wynoszącym 315 N/mm² (46 psi), co odpowiada stali gatunku S355 o grubości do 100 mm (3,94 in). Naprężenia w bloku były znacznie niższe niż naprężenia dopuszczalne.
Pozioma belka boczna i słup są połączone blachami czołowymi i śrubami. Płyty czołowe są modelowane za pomocą brył, z dodatkowymi bryłami kontaktowymi, które wypełniają pustkę pomiędzy płytami czołowymi i płytami czołowymi bloku. Jako otwory na śruby wykorzystano otwory. Śruby są sztywnymi elementami przenoszącymi siły rozciągające i tnące.
Ostatecznie do obliczeń wykorzystano program RFEM, ponieważ bryły można łatwo obliczać w programie. Zespół prof. Walda z Uniwersytetu w Pradze wykorzystał również program RFEM do sprawdzenia zachowania płyt cienkościennych w IDEA CONNECTION.
| Inwestor | ADS-Ertner BV, Capelle aan den IJssel, Holandia www.ads-ertner.nl |
| Analiza połączeń w programie RFEM | Magister inżynier bv, Doorwerth, Holandia www.msc-engineering.nl |
| Obliczenia | Severfield Europe BV, Zevenbergen, Holandia www.severfield.com |
