Często zadawane pytania (FAQ) - Zastosowanie: Połączenia stalowe

Ja, die Bemaßungsfunktion steht Ihnen in jedem Grafikfenster des Dialogs "Neuer Stahlanschluss" bzw. "Stahlanschluss bearbeiten" zur Verfügung. Zazwyczaj jednak użytkownik chce zwymiarować geometrię połączenia. W tym celu należy otworzyć zakładkę „Składniki” i kliknąć prawym przyciskiem myszy w oknie graficznym. Następnie należy wybrać w menu kontekstowym funkcję Nowy wymiar. Do wymiarowania połączeń odpowiednie są opcje „Liniowy” i „Kątowy”.

Pojawi się znane z programu RFEM okno dialogowe, w którym można zmienić ustawienia wymiarów . Grafika przedstawia możliwe punkty uchwycenia. Po najechaniu kursorem myszy na komponenty wyświetlane są odpowiednie punkty przyciągania.

W tym celu należy kliknąć żądane punkty przyciągania (możliwy wybór kilku opcji) i wprowadzić wymiarowanie łańcucha.

Wymiary można włączać i wyłączać za pomocą paska narzędzi lub usuwać za pomocą menu kontekstowego linii wymiarowej.

Usztywnienia zastosowane w sztywnych połączeniach ram mają znaczny wpływ na nośność połączenia. Um dies zu veranschaulichen, werden in unten dargestellter Grafik fünf prinzipiell baugleiche Anschlüsse verglichen. Sie unterscheiden sich lediglich in der Ausführung der Steifen an den Flanschen des Trägers.

Der erste Anschluss wird ohne Steifen an den Flanschaußenkanten ausgeführt, die weiteren mit Steifen von je 5, 8, 20 und 30 mm Dicke. Dabei lässt sich eine Steigerung des maximal aufnehmbaren Momentes von 12 % bis 33 % feststellen. Ab einer Blechdicke von 20 mm ergibt sich keine weitere Erhöhung des maximal aufnehmbaren Moments, da die maximalen Grenzdehnungen im angeschlossenen Träger überschritten werden.

Weiterhin wirken sich Steifen auf die Rotationssteifigkeit des Anschlusses und die damit einhergehenden Verformungen des Gesamttragwerks aus. Zur Veranschaulichung dienen hierzu drei Anschlusskonfigurationen, die hinsichtlich der Schrauben-, Stirnplatten- und Trägergeometrie sowie der Materialien identisch sind, jedoch jeweils ohne Steifen und mit Steifen von 5 mm und 30 mm Dicke ausgeführt werden.

Die ermittelten Rotationssteifigkeiten einer Anschlusskonfiguration werden vereinfacht an allen Knoten eines Rahmentragwerks gleich angesetzt. Bei exakter Betrachtung wären diese auch bei baugleichen Anschlüssen abweichend, da die Rotationsteifigkeit vom Verhältnis des maximal am Anschluss wirkenden Moments zum maximal aufnehmbaren Moment des Anschlusses abhängt.

Für den Anschluss ohne Steifen wird eine Rotationssteifigkeit von 138 [MNm/rad] ermittelt, für den Anschluss mit 5 mm dicken Steifen eine Rotationssteifigkeit von 181 [MNm/rad] und für die Konfiguration mit 30 mm dicken Steifen eine Rotationssteifigkeit 217 [MNm/rad]. Zum Vergleich ist das Gesamttragwerk noch als Modell mit vollständig biegesteif angeschlossenen Trägern dargestellt.

Wie in obiger Abbildung zu sehen ist, bewegen sich die maximalen horizontalen Verschiebungen zwischen 57 mm für den Anschluss ohne Steifen, 55 mm bei einer Steife von 5 mm, 54 mm bei einer Steife von 30 mm und 48 mm bei Vernachlässigung der Rotationssteifigkeit (vollständig biegesteif).

Metoda elementów skończonych (CBFEM) to metoda komputerowego wspomagania obliczeń połączeń stalowych. Sie greift den Grundgedanken der in der EN 1993-1-8 geregelten Komponentenmethode auf, bei der die Charakteristik eines Anschlusses auf Basis der (nichtlinearen) Steifigkeiten und Tragfähigkeiten der einzelnen Grundkomponenten ermittelt wird. Mithilfe der Komponentenmethode kann auch das Tragverhalten von teiltragfähigen und verformbaren Anschlüssen mit guter Genauigkeit abgeschätzt werden. In vielen Fällen ist dadurch eine wirtschaftlichere Auslegung möglich als bei Annahme eines rein gelenkigen oder Ausbildung eines biegesteifen Anschlusses.

Während die Steifigkeiten und Tragfähigkeiten der Grundkomponenten beim klassischen Verfahren auf Grundlage von semi-empirischen Formeln berechnet und dann in geeigneter Weise überlagert werden müssen, werden die Grundkomponenten in der CBFEM diskret, mithilfe von geeigneten Finiten Elementen abgebildet und miteinander in Verbindung gebracht. Die Steifigkeit des Anschlusses sowie die exakte Kräfteverteilung in die einzelnen Grundkomponenten ergibt sich dann aus der (nichtlinearen) Finite Elemente Berechnung. Im Anschluss kann die Tragfähigkeit der Grundkomponenten unter Berücksichtigung der relevanten Bemessungsregeln – beispielsweise EN 1993-1-8 oder AISC 360 – geprüft werden. Die Vorteile der FE-gestützten gegenüber der klassischen Komponentenmethode sind unter anderem:

• Größere Flexibilität im Hinblick auf die Definition von Grundkomponenten sowie deren Geometrie und Materialeigenschaften
• Größere Flexibilität bei der Definition von Kontakt- und Kopplungsbedingungen zwischen den Grundkomponenten
• Größere Flexibilität bei der Gestaltung von Anschlüssen; die Grundkomponenten können mühelos in komplexe Anschlussgeometrien überführt werden
• Keine Einschränkungen hinsichtlich der Beanspruchung des Anschlusses; die innere Kräfteverteilung in den einzelnen Grundkomponenten ergibt sich aus Berechnung am detaillierten FE-Modell
• Besseres Verständnis der Versagensmechanismen durch die Analyse von Verformungen, Kräften, Spannungen und Dehnungen in sämtlichen Teilen des Anschlusses

Das Add-On Stahlanschlüsse, welches als Erweiterung für RFEM 6 verfügbar ist, greift die komponentenbasierte Finite-Elemente-Methode (CBFEM) auf und verknüpft die Anschlussbemessung nahtlos mit der statischen Analyse am Gesamttragwerk, sodass auch die Kompatibilität und Interaktion zwischen Anschluss- und Stabwerkmodell jederzeit gewährleistet ist.

• Rozszerzenie Połączenia stalowe

W rozszerzeniu Połączenia stalowe kolejność komponentów odgrywa ważną rolę podczas edycji połączenia: Diese "läuft" von oben nach unten.

Möchten Sie beispielsweise ein Blech editieren, so muss das 'Blech' in der Liste der Komponenten vor der Komponente 'Blecheditor' definiert sein. Dieses Prinzip gilt auch für andere Komponenten wie den 'Blechschnitt'.

Das angefügte Video zeigt im Detail, wie Sie bei der Modellierung ohne Verwendung der Komponentenbibliothek vorgehen.

Wymagania

• Zainstalowano program RFEM 6/RSTAB 9
• Die Webservices sind in den Einstellungen von RFEM 6 / RSTAB 9 aktiviert
• IDEA StatiCa jest zainstalowany.
• Zainstalowano BIM Link do RFEM 6/RSTAB 9 firmy IDEA StatiCa (IDEA StatiCa → zakładka "BIM" → "Aktywuj łącze BIM" → RFEM 6/RSTAB 9).

Procedura

1. Utwórz i oblicz swój model w RFEM 6/RSTAB 9.
2. Otwórz skrót "IDEA StatiCa 2X.X dla RFEM 6" lub" IDEA StatiCa 2X.X dla RSTAB 9".
3. Wybierz węzły połączenia i pręt łączący w programie RFEM 6/RSTAB 9.
4. Importuj geometrię do robota kontrolnego poprzez "Import" → "Połączenia".
5. Przenieś połączenie lub pręt z robota kontrolnego do IDEA StatiCa.

Program RFEM i RSTAB zapewniają rozwiązanie: Dla obu programów dostępnych jest wiele norm europejskich i międzynarodowych oraz rozszerzeń, które mogą ułatwić codzienną pracę w projektowanie konstrukcji stalowych .

Programy główne RFEM i RSTAB

W programach głównych RFEM lub RSTAB można zdefiniować model wraz z jego właściwościami i oddziaływaniami. Oprócz przestrzennych konstrukcji szkieletowych, takich jak hale lub konstrukcje rusztowania, program RFEM umożliwia modelowanie konstrukcji płytowych, ściennych i powłokowych. Dzięki temu program RFEM jest bardziej wszechstronną opcją, zwłaszcza jeśli pracujesz również w innych obszarach, takich jak konstrukcje betonowe.

Dostępne normy

• EN 1993 (Eurokod 3)
• BS 5950 (norma brytyjska)
• AISC 360 (norma amerykańska)
• SIA 263 (norma szwajcarska)
• IS 800 (norma indyjska)
• GB 50017 (norma chińska)
• CSA S16 (norma kanadyjska)
• AS 4100 (norma australijska)
• NBR 8800 (norma brazylijska)
• SP 16.13330 (norma rosyjska)

Rozszerzenia dla konstrukcji stalowych

Rozszerzenia do wymiarowania uzupełniają funkcje programów głównych. Z rozszerzeniem można przeprowadzić obliczenia stanu granicznego nośności, stateczności, użytkowalności i odporności ogniowej zgodnie z normami określonymi powyżej. Z rozszerzeniem do analizy skrępowane-7-stopni stopni swobody Skręcanie skrępowane (7 stopni swobody ) można również przeprowadzać analizę zwichrzenia z uwzględnieniem do siedmiu stopni swobody. W rozszerzeniu istnieje taka mozliwosc w przypadku ogólnych obliczeń naprężeń, gdzie naprężenia istniejące są porównywane z naprężeniami granicznymi.

Z rozszerzeniem stalowe można analizować połączenia przegubowe i sztywne ze stali.

Kontrole obliczeń są możliwe dla dużej liczby znormalizowanych i sparametryzowanych przekrojów. W przypadku korzystania z własnych przekrojów można je zdefiniować w programie RSECTION i wykorzystać do obliczeń w RFEM lub RSTAB.

W przypadku pytań dotyczących rozwiązań firmy Dlubal do wymiarowania konstrukcji stalowych, nasz z przyjemnością odpowie na Państwa pytania.

Za pomocą szablonu „Płyta-płyta” z biblioteki Komponenty (rysunek 01) można za pomocą blach czołowych w prosty sposób utworzyć połączenie nakładkowe.

W przypadku połączenia nakładkowego bez blach czołowych konfigurację można utworzyć ręcznie, dodając poszczególne komponenty (rysunek 02).

Konfiguracja obejmuje następujące komponenty. Każdy komponent można łatwo usunąć lub skopiować, klikając w niego prawym przyciskiem myszy.

• Blacha (2 pasy zewnętrzne, 4 pasy wewnętrzne, 2 pasy środnika)
• Elementy złączne (4 zestawy do połączenia 4 pasków wewnętrznych, 1 zestaw do połączenia ze środnikiem)
• Płaszczyzna pomocnicza (2 płaszczyzny)
• Cięcie pręta (2 cięcia typu cięcia „Płaszczyzną pomocniczą”)

Wymagane jest utworzenie niewielkiej przerwy przy użyciu funkcji „Pręt cięcia” i „Płaszczyzny pomocniczej”. Odstęp jest dzielony między dwa pręty (tzn. odstęp 1/16” jest stosowany jako przemieszczenie o 1/32” do każdego pręta).

Alternatywnie, przykładowy model „AISC Splice Connection” można pobrać i zapisać jako szablon zdefiniowany przez użytkownika (zdjęcie 03).

Domyślnie aktywna jest opcja Płaszczyzna ścinania w gwincie, a do sprawdzenia ścinania w śrubie jest brana pod uwagę niższa wytrzymałość zgodna z wybraną normą obliczeniową.

W AISC nominalne wytrzymałości śrub na ścinanie są podane w tabeli J3.2. Na przykład, śruba z grupy A (na przykład A325) ma nominalną wytrzymałość na ścinanie równą 54 ksi (372 MPa), gdy gwint nie jest wykluczony z płaszczyzn ścinania. Aby użyć wyższej wytrzymałości, wynoszącej 68 ksi (469 MPa), można odznaczyć opcję, aby wykluczyć gwinty z płaszczyzn ścinania.

Chociaż siły na końcach prętów są zazwyczaj stosowane do wymiarowania połączeń (patrz FAQ 4918) mogą Państwo zainteresować się sumarycznymi siłami wewnętrznymi w określonym węźle, w którym kilka prętów jest układanych w tym punkcie pod różnymi kątami. . Program domyślnie nie podaje informacji o wynikach sił wewnętrznych w węzłach.

Najlepszym rozwiązaniem jest utworzenie belki wynikowej, gdzie można wybrać pręty, które mają zostać uwzględnione podczas dodawania sił wewnętrznych. Belki wynikowe nie zwiększają sztywności modelu i są używane wyłącznie jako narzędzie do interpretacji wyników (patrz link poniżej KB 1406). Siły wewnętrzne na belkach wynikowych można przeglądać tak samo, jak każdy inny pręt, sumowany przez siłę na końcu pręta w określonym węźle.

Należy pamiętać, że belki wynikowe tworzą od wewnątrz płaszczyznę prostopadłą w każdym punkcie wzdłuż i na obu końcach pręta, aby określić, które siły mają zostać uwzględnione w wynikach. Działa to dobrze w przypadku wszystkich elementów, które nie leżą bezpośrednio w płaszczyźnie prostopadłej do belki wynikowej. W przypadku elementów, które są wprost prostopadłe, należy zastosować bardzo niewielkie przesunięcie do elementu, aby nie był już idealnie prostopadły, aby belka wynikowa również mogła objąć jego wyniki.

W programie RFEM można modelować i wymiarować połączenia według indywidualnych wymiarów. Film wideo po lewej stronie pokazuje przykład modelowania i obliczania sztywnego połączenia śrubowego przy użyciu elementów prętowych i powierzchniowych oraz brył kontaktowych.

Ponadto, na przykład, można zdefiniować siły sprężające w śrubach i przeprowadzić obliczenia plastyczne ( wymagany moduł dodatkowy RF-MAT NL ).

Sprawdź przekroje połączenia ramy lub połączenia.

Program sprawdza, czy do obliczeń można przydzielić pręty. Jeżeli tak nie jest, wyświetlany jest przypis, wyjaśniony w kolumnie „Komentarz”. Prawdopodobnie został użyty przekrój, który nie jest przeznaczony do wymiarowania połączeń.

W naszym przykładzie wyświetlana jest Nota 23, a następnie lewa belka jest przypisywana ręcznie: "Lewa belka: Przekrój nie jest przekrojem dwuteowym. "

W oknie 1.2 Przekroje można otworzyć bibliotekę przekrojów, aby sprawdzić, które przekroje można wybrać dla typu złącza ramy (aktywować ręczną definicję geometrii w oknie 1.1 "Dane ogólne").

Wymiarowanie to można przeprowadzić w module dodatkowym RF-/JOINTS Steel - Column Base.

Typ połączenia należy wybrać w oknie „1.1 Dane ogólne”, patrz rysunek 01.

Po wprowadzeniu dalszych parametrów, w oknie „Kolumna 1.5”, patrz rysunek 02, można zdefiniować współczynnik tarcia μ.

Rozmieszczenie podkładek w słupie zwiększa jedynie nośność rzędu śrub, dla której decydujący jest sposób uszkodzenia 1 (pełne uplastycznienie pasa bez uszkodzenia śrub). W twoim przykładzie prawdopodobnie tak nie jest, to znaczy, że decydujący jest Tryb uszkodzenia 2: Zastosowanie podkładek w tym przypadku nie powoduje zwiększenia nośności na styku naroża ościeżnicy.

Więcej informacji na ten temat znajduje się w odpowiedniej sekcji normy DIN EN 1993-1-8, która jest podstawą obliczeń w programie FRAME-JOINT Pro.

W przypadku stosowania blach nośnych należy również zwrócić uwagę na geometrię zgodnie z punktem 6.2.4.3 w/w normy.

Za pomocą modułu dodatkowego RF-/JOINTS Steel - Column Base , dostępnego dla programów RFEM 5 i RSTAB 8, można wymiarować utwierdzoną podstawę słupa z usztywnieniami bocznymi.

Kategorię i typ połączenia można wybrać w oknie "1.1 Dane ogólne" (patrz ilustracja).

Tak, jest to możliwe dzięki modułom dodatkowym RF-/FRAME-JOINT Pro lub RF-/JOINTS Steel - Rigid dla RFEM 5 i RSTAB 8, o ile spełnione są wszystkie dopuszczalne warunki, takie jak np. minimalne odległości.

Ponieważ powierzchnie graniczne brył kontaktowych mogą być tylko powierzchnią zerową, konieczne jest zamodelowanie dodatkowych powierzchni za pomocą przekroju. Poniżej znajduje się przykład.

Płyta została wzmocniona dodatkową płytą. Obie płyty są połączone za pomocą bryły kontaktowej:

W celu zasymulowania spoiny wymagane są lamówki na obu płytach:

Wystarczy utworzyć dolną granicę, wstawiając nową prostokątną powierzchnię. W tym przypadku program zapyta, czy powierzchnia ma zostać zintegrowana z powierzchnią bazową, co należy potwierdzić, klikając Tak. W takiej sytuacji w dolnej powierzchni znajdują się dwa otwory; jeden na najbardziej zewnętrznej powierzchni, gdzie leży powierzchnia dla granicy, a drugi na powierzchni dla granicy, gdzie leży dolna powierzchnia bryły kontaktowej:

W przypadku górnej krawędzi również konieczne jest utworzenie nowej powierzchni, a otwór do górnej powierzchni bryły kontaktowej należy wstawić ręcznie:

Po utworzeniu granicznych powierzchni można wstawić rzeczywiste powierzchnie spoiny:

Jeżeli teraz blacha zbrojeniowa jest poddawana rozciąganiu, zamodelowana spoina przenosi naprężenia rozciągające:

Najlepszym sposobem jest utworzenie śruby jako pojedynczej bryły, a nie z kilku brył cząstkowych (w otworze). Następnie można rozmieścić zwolnienie powierzchniowe między powierzchniami kontaktowymi brył. W przypadku połączenia śrubowego ustawienie typu zwolnienia powierzchniowego należałoby zdefiniować z nieliniowością w kierunku u_z.

Alternatywnie można wprowadzić zwolnienia i sztywności sprężyste dla pozostałych kierunków.

Odpowiedni przykład można pobrać tutaj.

Moduł dodatkowy RF-/FRAME-JOINT Pro służy do wymiarowania sztywnych połączeń śrubowych pomiędzy słupami a belkami poziomymi oraz klasyfikuje te połączenia. Sztywne połączenia śrubowe są projektowane przy użyciu metody obciążeń granicznych zgodnie z Eurokodem 3 lub DIN 18800.

Wymiary blachy czołowej można zdefiniować w module dodatkowym. Jednak śruby w przedłużeniach są możliwe tylko w przedłużonej górnej części.

Brak rzędu śrub w wysuniętym dnie, w związku z czym pojawia się komunikat o błędzie.

Minimalny wymiar można sprawdzić pod wskazówkami dotyczącymi obliczeń w module dodatkowym.

Żądaną geometrię można wprowadzić w module dodatkowym RF-/JOINTS Steel - Rigid.

Przede wszystkim, ujęte w normie DSTV połączenia zginające nie są przystosowane do obciążania siłą normalną. Jednakże, obciążenie do 5% nośności na normalną siłę plastyczną połączonej belki może zostać pominięte zgodnie ze wskazówkami podanymi w wytycznych. Jeżeli w belce występuje większa siła osiowa, komunikat ostrzegawczy pojawia się również w RF-/JOINTS Steel - DSTV.

Wraz z dodatkową objętością wytycznych z 2018 r., dodano dodatkowe połączenia odporne na zginanie, oznaczone jako IM. W przypadku połączenia typu belka-belka są one również zaprojektowane tak, aby wytrzymać siły normalne. W przypadku wymiarowania takiego połączenia zamiast ostrzeżenia pojawia się obliczenie nośności siły normalnej z uwzględnieniem interakcji MN.

W przypadku połączeń belek ze słupami, zgodnie z wytycznymi DSTV, w tabelach nie jest uwzględniana nośność sił normalnych elementów słupa. Z tego względu połączenie należy ponownie zaprojektować osobno. W rezultacie i tak pojawi się ostrzeżenie. Alternatywnie można zastosować RF-/JOINTS Steel - Rigid.

Tak, materiały są dostępne bezpłatnie. Mit der nachfolgenden Download-Option können Sie die Präsentationen und fertigen Modelle der Referenten laden. 

Jeżeli otwory wiercone posiadają regularny raster, można je zdefiniować przy użyciu przekrojów dużych (patrz rysunek 01).

W przeciwnym razie nadal istnieje możliwość zmniejszenia przekroju we „Właściwościach” (patrz Rysunek 02). Skutkuje to ogólną redukcją sztywności przekroju. Niestety nie jest możliwe rozróżnienie redukcji w obszarach ściskania i rozciągania przekroju. Opcja ta istnieje tylko wtedy, gdy przekrój jest wymiarowany w programie SHAPE-THIN lub przy użyciu modułów dodatkowych z rodziny JOINTS w obszarze połączeń.

Programy główne RFEM 5 lub RSTAB 8

Moduły dodatkowe

Tak, materiały są dostępne bezpłatnie. Mit der nachfolgenden Download-Option können Sie die Präsentationen und fertigen Modelle der Referenten laden. 

Programy główne RFEM 5 lub RSTAB 8