Staal wordt gebruikt voor bijna elk type constructie, inclusief industriële gebouwen, infrastructuur, bruggen, hoogbouw, torens, enz. AXISVM Staalmodules bieden een complete oplossing voor de analyse en het ontwerp van stalen en andere metalen constructies, inclusief sterkte- en stabiliteitsverificaties, brandontwerp van leden, en ontwerp van gelaste en boutverbindingen.
AXISVM Staalmodules
AXISVM staalmodules
AXISVM heeft een compleet assortiment aan Staalmodules, waarmee u volledig uit de voeten kunt als het gaat om het rekenen aan staalconstructies op basis van de Eindige Elementen Methode (EEM). AXISVM is zeer eenvoudig in gebruik, heeft vele koppelingen op het gebied van BIM, parametrisch ontwerpen en modelleer programma’s en een geweldige COM interface op basis van een perfect beschreven API.
Hieronder staat een overzicht van de beschikbare AXISVM Staalmodules.
SD1 Staalspanning EC3
De SD1-module voert het ontwerp en de verificatie uit van stalen constructiedelen in uiterste (ULS) en bruikbaarheid (SLS) grenstoestanden. Buig-knik, laterale torsie-knik, web-afschuifknik en sterkte-verificaties houden rekening met axiale krachten, buigmomenten, schuifkrachten en hun interactie. Zowel elastische als plastic ontwerpmethoden zijn toegestaan, afhankelijk van de doorsnedeclassificatie. De klasse van de doorsnede, kniklengte en kritisch buigmoment kan automatisch worden bepaald of kan door de gebruiker worden gespecificeerd. De software controleert de doorbuigingen van liggers en de verplaatsing van kolommen in SLS-belastingcombinaties. Ook een zeer gedetailleerde uitvoer van de ontwerpberekeningen kan worden gemaakt..
Vereisten / aanbevelingen
Ten minste een NL1 of NL3-basisconfiguratie is vereist voor de ontwerpberekeningen van stalen balken of kolommen.
Kenmerken
- Automatische classificatie van de doorsnede rekening houdend met de interne krachten.
- Ontwerp van staven met doorsnede klasse 4.
- Automatische bepaling van de kritische axiale kracht en het kritisch buigmoment.
- Gedetailleerde uitvoer van de ontwerpberekeningen
Profielen
- •Gewalste I profielen
- Gelaste I profielen
- Kokers
- Buizen
- T-profielen
- Enkel symmetrische I-profielen
- Massieve strippen en ronde staven
- ! Beperkte ondersteuning van zelfgemaakte profielen
Mogelijkheden
Ontwerpelementen
In AXISVM bestaan de ontwerpelementen uit een selectie van eindige elementen die hetzelfde materiaal en hetzelfde lokale coördinatensysteem hebben.
Bepaling kniklengte
De kritische axiale kracht / kniklengte van de ontwerpelementen kan automatisch worden berekend. De zogenaamde AutoNcr-methode bepaalt de kniklengte op basis van de geometrie en de verdeling van interne krachten in het model. De kniklengte van elk ontwerpelement wordt berekend rekening houdend met het verstijvingseffect van de verbindingselementen. Deze methode is gebaseerd op de regels die worden aanbevolen door de European Convention for Constructional Steelwork (ECCS TC8: Rules for Member Stability in EN 1993-1-1: Background documentation and design guidelines.
Kip-stabiliteit
Het kritische buigmoment (t.g.v. “kippen”) kan worden berekend met een formule of automatisch door AXISVM. Deze methode creëert een eindige elementen-submodel voor elk ontwerpelement en aan de hand daarvan wordt de Mcr voor elke belastingscombinatie bepaalt. Deze methode behandelt ook variabele doorsneden en uitkragingen. Het eindige-elementen-submodel van een ligger bevat ten minste 30 eindige-elementen waarin elk knooppunt vier vrijheidsgraden heeft die essentieel zijn voor de laterale torsieknik. Deze methode bouwt de stijfheid van de balk op, rekening houdend met twee componenten: de eerste is lineair, de tweede heeft geometrische niet-lineariteit.
Ontwerp berekeningen
Gedetailleerde uitvoer van de ontwerpberekeningen kan met één simpele klik worden gegenereerd en aan het rapport worden toegevoegd.
SD8 Brandwerendheid staal EC3
Brandcontrole van stalen elementen is beschikbaar in de SD8-module. De berekening houdt rekening met de vermindering in sterkte en stijfheid van het staalmateriaal bij verhoogde temperatuur, waardoor staalconstructies erg gevoelig zijn voor stabiliteits-problemen bij brand. De kritische temperatuur die een van de essentiële parameters is bij de selectie van de dikte van het bekledingsmateriaal is ook een uitkomst van de ontwerpberekening. Het vuureffect wordt gegeven door gestandaardiseerde, prescriptieve, parametrische of door de gebruiker gedefinieerde brandcurve (rekening houdend met simulatie- of brandtestresultaten). De staaltemperatuur wordt automatisch berekend door een formule of door de oplossing van een tweedimensionaal warmtegeleidingsprobleem. Bij de berekening van de staaltemperatuur wordt rekening gehouden met het effect van passief brandwerende bekledingsmateriaal op het element.
Vereisten / aanbevelingen
De brandcontrole van stalen elementen is gebaseerd op het ontwerp van de stalen elementen, dus de SD1-module is een vereiste voor het gebruik van de SD8-module
Kenmerken
- Automatische berekening van de staaltemperatuur met behulp van een standaard, parametrische of door de
- ontwerp van staven met doorsnede klasse 4.
- Stabiliteitsparameters voor brandontwerp.
- Berekening van kritische temperatuur.
- Gedetailleerde uitvoer van de ontwerpberekeningen.
Mogelijkheden
Gebruiker gedefinieerde brandcurve
Om het vuureffect te definiëren, worden door de gebruiker gedefinieerde brandcurves geaccepteerd, naast gestandaardiseerde prescriptieve en parametrische brandcurves. Daarom maakt AXISVM het mogelijk om een brandontwerp uit te voeren op basis van simulatie- of brandtestresultaten.
Temperatuur verdeling
De staaltemperatuur wordt over het algemeen bepaald via een formule uit de ontwerpnorm, maar voor I-profielen en kokers kan een nauwkeurigere temperatuurverdeling worden gebruikt. Temperaturen binnen de doorsnede worden berekend met de “finite difference method”. In dit geval is een tweedimensionaal warmtegeleidingsprobleem opgelost. De analyse houdt rekening met de temperatuurafhankelijke thermische geleidbaarheid van het staalmateriaal.
Kritische staaltemperatuur
In veel gevallen moet ook de kritische staaltemperatuur (staaltemperatuur waarbij het element bezwijkt) worden bepaald. Zo wordt de dikte van brandwerende coating gekozen op basis van doorsnedefactor (A / V) en kritische staaltemperatuur. AXISVM bepaalt de kritische staaltemperatuur langs het ontwerpelement, wat kan leiden tot een zuiniger en effectiever ontwerp.
SD9 Staaloptimalisatie EC3
Doorsnede-optimalisatie van staalconstructies maakt eerder gedefinieerde en ontworpen stalen profielen efficiënter, door de doorsnedeafmetingen te verfijnen en het eigen gewicht van de totale constructie te verminderen. De optimalisatie maakt gebruik van de staalontwerpparameters die eerder zijn toegewezen aan de stalen balken of kolommen en kan ook worden uitgevoerd met inachtneming van de brandcontrole. Het doel van optimalisatie kan minimaal gewicht, minimale hoogte of minimale breedte zijn. AXISVM maakt gebruik van de zogenaamde “Particle Swarm Optimization” (PSO), een stochastische rekenmethode om het optimum te vinden.
Vereisten / aanbevelingen
De SD9-module gebruikt de staal-ontwerpparameters die eerder waren toegewezen aan de ontwerpelementen binnen de SD1- en SD8-modules, dus de SD1-module is ten minste een voorwaarde voor het gebruik van de SD9-module
Kenmerken
- Het doel van optimalisatie kan minimaal gewicht, minimale hoogte of minimale breedte zijn.
- Een heuristisch zoekalgoritme “Particle Swarm Optimization” (PSO) wordt aangeroepen om het optimum te vinden.
- Optimalisatie met inachtneming van brandcontrole regels.
Profielen
- I profielen
- Enkel symmetrische I-profielen
- Kokers en Buizen
- T-profielen
- C-profielen
- 2U-profielen
Mogelijkheden
Optimalisatie algoritme
“Particle Swarm Optimization” (PSO) is een evolutionair algoritme dat in de jaren negentig is ontwikkeld. Het PSO-proces wordt gedurende een bepaald aantal iteraties uitgevoerd en kan vanwege zijn stochastische aard meerdere lokale optimale waarden vinden. Het aantal iteraties wordt bepaald door het programma dat probeert de looptijd te beperken en de zoekruimte zo volledig mogelijk in kaart te brengen. Bovendien, als het algoritme na een lange periode geen veranderingen in de resultaten vindt, gaat het ervan uit dat het het globale optimum heeft gevonden. In “multi-threaded modus” wordt het zoekproces verdeeld over meerdere “threads”.
7DOF Staafelementen met 7 vrijheidsgraden
Deze module biedt de mogelijkheid om staafelementen te definiëren met 7 vrijheidsgraden. De extra, 7e vrijheidsgraad vertegenwoordigt het kromtrekken van de doorsnede.
Een cirkelvormige doorsnede van een staaf, of een cirkelvormige holle doorsnede zal in het vlak blijven als gevolg van uniforme verdraaiing, maar alle andere soorten doorsnedes zullen kromtrekken.
Vervorming treedt op wanneer het verdraaien van een element ertoe leidt dat de dwarsdoorsneden uit het vlak vervormen langs de richting van de longitudinale as van de elementen. Als de vervorming buiten het vlak wordt beperkt of voorkomen, ontwikkelen zich longitudinale spanningen en rekken in het element. Vervorming kan worden beperkt door een ondersteuning.
Beperkte kromtrekking kan de spanningsverdeling in dunwandige balken en kolommen aanzienlijk beïnvloeden, waarmee bij het ontwerp rekening moet worden gehouden. Vervorming is ook belangrijk als de elementen van de constructie gevoelig zijn voor laterale torsie.
Kenmerken
- Een elementtype om te gebruiken voor het modelleren van dunwandige staalconstructies.
- De zogenaamde warping-transmissie is gebaseerd op Basaglia et al. [1]. Omdat de 7e vrijheidsgraad wordt toegekend aan de staafelementen, is de vrijheidsgraad van verschillende staafelementen verbonden met een knoop niet altijd hetzelfde. De vervormde transmissie hangt af van het structurele ontwerp van de knooppunten, die in het programma kan worden gespecificeerd door een transmissievermenigvuldiger.
- In het geval van een niet-lineair elastisch of plastic materiaalmodel, houdt de software rekening met de extra spanningen als gevolg van de geremde kromtrekken[1] C. Basaglia, D. Camotim, N Silvestre. Torsion warping transmission at thin-walled frame joints: Kinematics, modelling and structural response, Journal of Constructional Steel Research (69), 2012
Mogelijkheden
Definitie van een staaf met 7-vrijheidsgraden
Er kunnen staafelementen met 7 vrijheidsgraden worden geselecteerd in het dialoogvenster Lijnelementen
Verbindingselementen
Het “diagonale verbindingstype” biedt complete-direct , het “box-type” biedt complete-inverse en het “box-diagonale” verbindingstype biedt een vaste vervormingstransmissie. De overdrachtsparameter kan worden ingesteld in het dialoogvenster Veerkarakteristieken.
Vervormingsparameters kunnen ingesteld worden bij de veerkarakteristieken
Warping DOF end-releases kunnen worden ingesteld in het staafaansluitingen dialoogvenster. Afhankelijk van het ontwerp van de verbinding zijn de beschikbare opties vast, vrij of semi-rigide.
- SD1 Staalspanning
- SD8 Brandwerendheid
- SD9 Staal optimalisatie
Ook deze bedrijven gebruiken AxisVM Staalmodules
Wilt u een demo van AXISVM?
Boek hier direct een afspraak voor een (online) demo van AXISVM
