Gangbare methoden
Elke constructeur is gewend om de vloeigrens te gebruiken als grenswaarde voor de normtoetsing, omdat vrijwel elke norm en ontwerpcode op deze aanpak is gebaseerd.
Dit geldt echter voor het puur elastische gedrag van het materiaal. Dit kan leiden tot conservatief ontwerp en soms onnodig overdimensioneren van de constructie, wat resulteert in meer materiaalverbruik.
Het werkelijke gedrag van staal is echter anders, en het is acceptabel om plastisch materiaalgedrag aan te nemen nadat de vloeigrens is overschreden.
IDEA StatiCa en de CBFEM methode
De Component-Based Finite Element Method (CBFEM) is een synergie van de Componentenmethode en de Eindige Elementen Methode.
De normtoetsing van een verbinding in een standaard componentgebaseerde methode en in de CBFEM die wordt gebruikt in IDEA StatiCa Connection is gebaseerd op de toetsing van alle onderdelen van de verbinding – de componenten. Componenten kunnen zijn: bouten, ankers, lassen, platen, en beton bij de fundering.
CBFEM splitst de gehele verbinding op in de hierboven genoemde afzonderlijke componenten. Vervolgens wordt het rekenmodel automatisch door de software opgebouwd vanuit elke component.
Alle staalplaten, zoals flenzen of lijven van doorsneden, verstijvers, ribben, consoles, enz., worden gemodelleerd met eindige elementen. De Eindige Elementen Methode is breed geaccepteerd in de constructieve bouw en levert zeer goede en betrouwbare resultaten.
De platen worden gemodelleerd met elastisch-plastisch materiaal met een nominale vloeiplateau-helling conform EN 1993-1-5, Par. C.6, (2), tan-1 (E/1000).
Het materiaalgedrag is gebaseerd op het Von Mises vloeikriteriom. Er wordt aangenomen dat het materiaal elastisch is totdat de rekenwaarde van de vloeigrens fyd wordt bereikt.
Het criterium voor de uiterste grenstoestand voor gebieden die niet gevoelig zijn voor knik is het bereiken van de grenswaarde van de hoofdmembraanrek. Een waarde van 5% wordt aanbevolen (bijv. EN 1993-1-5, App. C, Par. C.8, Note 1).
Lees voor meer informatie over de methode het artikel CBFEM - hoe het werkt, normconformiteit, validatie en verificatie.
Lees de essentiële informatie over de theorie in onze Theoretische Achtergrond.
Validatie en verificatie
De CBFEM-methode, met al haar aannames en benaderingen, zoals de 5% limiet plastische rek, is op de juiste wijze gevalideerd en geverifieerd. Wat betekenen validatie en verificatie precies? Het validatie- en verificatieproces bevestigt dat de resultaten van de software correct zijn.
Op basis van de resultaten kan worden gesteld dat het een absoluut betrouwbare, bewezen en veilige methode is.
In ons Support Center vindt u vele verificatiestudies en vergelijkingen met laboratoriumtests. Gebruik de onderstaande link om ze te vinden.
De belangrijkste verificatie- en validatievoorbeelden zijn gepubliceerd in het boek "Component-based finite element design of steel connections."
Conclusie
Op basis van de validatie van resultaten met 3D-solide modellen in andere wetenschappelijke software, werkelijke experimenten en, last but not least, de aanbevelingen van de Eurocode volgend, is 5% plastische rek vastgesteld als de grenswaarde voor de normtoetsing.
Deze waarde is voldoende om het werkelijke gedrag van de constructie te bereiken, een economisch ontwerp te realiseren en aan de veilige kant van het ontwerp te blijven.
Neem de nieuwste versie van IDEA StatiCa vandaag nog een proefrit
Krijg 14 dagen volledige toegang, helemaal gratis.
Probeer IDEA StatiCa gratis uit
