Voor de theoretische achtergond van IDEA Connection met betrekking tot de CBFEM methode en de krachtswerking, klik op: Theoretische achtergrond CBFEM


Componentcontrole volgens Eurocode

CBFEM combineert de voordelen van algemenen eindige elementen en standaard componentenmethode. De spanning en snedekrachten berekend in het accurate CBFEM worden gebruikt in de controles van alle componenten.

Individuele componenten worden gecontroleerd volgens de Eurocode EN 1993-1-8.


Platen

De resulterende equivalente spanning (Von Mises) en plastische rek worden berekend voor platen. De spanningscontrole kan niet worden uitgevoegd, omdat de spanning enkel de vloeigrens bereikt. Derhalve moet de controle van de equivalente rek worden uitgevoerd. De grenswaarde van 5% is voorgesteld in Eurocode (EN1993-1-5 appendix C   paragraaf C8 opmerking 1), deze waarde kan worden ingesteld bij de norminstellingen.

Het plaat element wordt opgedeeld in 7 lagen en het elasto/plastische gedrag wordt onderzocht in elke laag. Het programma toont het slechtste resultaat van alle lagen.

 


Het CBFEM kan een spanning geven die hoger is dan de vloeispanning. De reden hiervoor is de licht oplopende tak van het spanning/rek diagram, die wordt gebruikt tijdens berekening om de stabiliteit van de interactieberekening te verbeteren. De equivalente plastisch wordt bij hogere spanningen sowieso overschreden en de knoop voldoet niet. 

LassenHoeklassenOntwerpweerstand

De spanning in het keelgedeelte van hoeklas wordt bepaald volgens art. 4.5.3: De spanning worden berekend van de afschuifkrachten in de lasverbindingen.

Buigende momenten rondom de axiale as van de las worden niet beschouwd.

 
σw,Ed = [σ2 + 3 (τ2 + τ||2)] 0.5 

σw,Rd = fu / (βw γM2)

0.9·σw,Rd = fu / γM2
 
Uitnutting van de las

Ut = min (σw,Ed/σw,Rd; σ/0.9·σw,Rd)
βw
 correlatiefactor tab 4.1


Lasspanningbeschouwing

Het programma berekent de exacte waarde is de laskoppeling. De gebruiker kan beslissen hoe de waarde voor de controle worden geëvalueerd. Er zijn drie keuze mogelijkheden:

· Maximale spanning

· Gemiddelde spanning

· Lineaire interpolatie van laskrachten

 

 

Methode 1 kan in veel gevallen te conservatief zijn. Methode 2 simuleert de situatie dat de gehele las plastisch is. In een meerderheid van de gevallen is dit het dichts bij de werkelijkheid, maar voor bijvoorbeeld lange lassen is deze methode niet geschikt. Dezelfde situatie geldt voor methode 3.

 

Maximale stress

 



Gemiddelde spanning

 


 



Lineaire interpolatie

 



 



Alle benodigde waardes voor de controle worden weergegeven in tabellen.

 



 

Stompe lassen

Lassen kunnen worden gespecificeerd als stomp. Deze lassen worden niet gecontroleerd, omdat de controle
 

Bouten

Rekenwaarde van de trekweerstand per bout:

FtRd = 0.9 fub As/ γM2.

Rekenwaarde van de ponsweerstand van de boutkop of de moer EN 1993-1-8:

BpRd = 0.6 π dm tp fu / γM2.

Rekenwaarde van de afschuifweerstand van één afschuifvlak:

FvRd = αv fub As / γM2.

Rekenwaarde van de buigweerstand van de plaat EN 1993-1-8:

FbRd = k1 ab fu d t / γM2.

U.C.-waarde onder trek [%]:

U.C. = FtEd / min (FtRd, BpRd).

U.C.-waarde onder afschuiving [%]:

U.C. = V / min (FvRd, FbRd).

 

 

Interactie tussen trek en afschuiving [%]:

U.C. = (V / FvRd ) + (FtEd / 1.4 FtRd).

waarin: 

· As - spanningsdoorsnede van de bout,

· fub - treksterkte,

· dm - boutkopdiameter,

· d - boutdiameter,

· tp - dikte van de plaat onder de boutkop of de moer,

· fu - staalsterkte,

· αv = 0,6 voor boutklassen (4.6, 5.6, 8.8)
αv = 0,5 voor boutklassen (4.8, 5.8, 6.8, 10,9),

· k1 - 2.5,

· ab - 1.0,

· FtEd - rekenwaarde van de trekkracht in de bout,

· V - resultante van afschuifkracht in de bout.


 

 

Ankers

Het bezwijken van de betonkegel uittrekweerstand van het anker of van een groep ankers ETAG-001 5.2.2.4:



NRkc = N0Rkc AcN/ A0cN ΨsN ΨreN.
 

Initiële waarde van karakteristieke weerstand:

 
N0Rkc = 7.2 fck0.5 hef 1.5, 



waarin:  

· A0cN - oppervlak van betonkegel van een individueel anker; cirkel met diameter 1.5 * hef,

· hef - lengte van anker in beton,

· fck - karakteristieke betondruksterkte,

· AcN - werkelijk oppervlak van de betonkegel van de verankering bij het betonoppervlak, houdt rekening met de invloed van randen en aangrenzende ankers,

· ΨsN = 1,

· ΨreN = 1.

De afschuifweerstand van ankers in geval van overdracht van dwarskrachten. Met wrijving wordt geen rekening gehouden. Geldig in het geval dat het anker bezwijkt voordat het beton bezwijkt ETAG-001 5.2.3.2:

VRks = 0.5 fy As.
 

Bezwijken van beton door wrikking ETAG-001 5.2.3.3:

VRkcp / γMc<= V,
VRkcp = k * NRkc,

waarin: 

V - dwarskracht,

k = 1 for hef < 60
k = 2 for hef >= 60.

Bezwijken van de betonrand ETAG-001 5.2.3.4:

VRkc / γMc<= V,
VRkc = V0Rkc AcV/ A0cV ΨsV ΨreV,
V0Rkc = 1.7 dα lfβ fck0.5 c11.5,
α = 0.1 (lf / c1)0.5,
β = 0.1 (d / c1)0.2,

waarin: 

· lf = hef,

· c1 - randafstand,

· d – diameter van het anker,

· ΨsV = 1,

· ΨreV = 1,

· A0cV - oppervlak van betonkegel van een individueel anker bij het haakse betonoppervlak, niet beïnvloed door randen (4.5 c12),

· AcV - werkelijk oppervlak van de betonkegel van de verankering bij het haakse betonoppervlak.

 



 

Betonblok

Weerstand van beton onder puntlast:

Fjd = βj kj fck / γC.

 

Gemiddelde spanning onder de voetplaat:

σ = N / Aeff.

 

 

U.C.-waarde onder druk [%]:
U.C. = σ / Fjd,

waarin: 

· fck - karakteristieke betondruksterkte,

· βj = 0.67,

· kj - concentration factor,

· γC - veiligheidsfactor,

· Aeff - effectief oppervlak, waarover de kolombelasting N wordt verdeeld.


Het effectieve oppervlak wordt berekend volgens het werkelijke verloop van de contactspanningen en aannames zoals gedefinieerd in de Eurocode. De grafische weergave toont de manier van de controle. Het berekende effectieve oppervlak is gemarkeerd als groen. Het uiteindelijke effectieve oppervlak voor de controle van de contactspanningen is weergegevens als gearceerd.


Effectief oppervlak van de contactspanning

 

 

Afschuiving in betonblok

Dwarskracht wordt alleen door wrijving overgedragen: 

VRd,y = N·Cf,
VRd,z = N·Cf.

Dwarskracht wordt door kluft en wrijving overgedragen: 

VRd,y = N·Cf + Avy · fy / ( √3 γM0),
VRd,z = N·Cf + Avz · fy / ( √3 γM0).

U.C.-waarde onder afschuiving [%]:

U.C. = min (Vy/VRd,y, Vz/VRd,z),
waarin: 

· Avy - afschuifgebied Ay van de kluft,

· Avz - afschuifgebied Az van de kluft,,

· fy - treksterkte,

· γM0 - veiligheidsfactor,

· Vy - dwarskrachtcomponent in y-richting in het vlak van de voetplaat,

· Vz - dwarskrachtcomponent in z-richting in het vlak van de voetplaat,

· N – kracht loodrecht op de voetplaat,

· Cf - wrijvingscoëfficiënt.

 



 

Controle van componenten volgens AISC

De individuele componenten worden gecontroleerd volgens de AISC 360-10. Voor de theoretische achtergrond verwijzen wij u naar de Engelstalige theoretische achtergrond van IDEA Connection.