SHAPE-THIN - Dun-Wandige Profielen

Eigenschappen en spanningsberekening van dunwandige profielen

Het stand-alone programma SHAPE-THIN bepaalt geometrische eigenschappen van open en gesloten dunwandige doorsnede en voert de spanningsberekening en de plastische controle uit.

SHAPE-THIN biedt de optie van interface met RFEM en RSTAB: SHAPE-THIN-doorsneden zijn beschikbaar in de bibliotheek van de EEM-programma of de rekensoftware voor raamwerkberekeningen, en omgekeerd is het mogelijk om de snedekrachten van RFEM en RSTAB te importeren en te controleren in SHAPE-THIN.

De constructieve gegevens kunnen grafisch, in tabellen of met behulp van een DXF-bestand worden ingevoerd.


Mogelijkheden

  • Modellering van de doorsnede via elementen, secties, bogen en puntelementen
  • Uitbreidbare bibliotheek met materiaaleigenschappen, vloeigrens en toelaatbare spanning
  • Doorsnede eigenschappen van open, gesloten of niet-aangesloten doorsneden
  • Geometrische eigenschappen van doorsneden bestaande uit verschillende materialen
  • Bepaling van spanningen in hoeklassen
  • Berekening van spanningen inclusief controle van primaire en secundaire torsie
  • Controle van (c/t)-verhoudingen
  • Importeren van snedekrachten van RFEM / RSTAB
  • Exporteren van profieldoorsnedes naar RFEM / RSTAB
  • Classificatie van doorsnedes volgens:
    •  EN 1993-1-1 voor staal
    •  EN 1999-1-1 voor aluminium
  • Berekening effectieve doorsnede van dunwandige doorsneden volgens :
    •  EN 1993-1-5 voor staal
    •  EN 1999-1-1 voor aluminium
    •  DIN 18800-2
  • Importeren en exporteren naar MS Excel
  • Berekeningsrapport


Doorsnede eigenschappen en spanningen

Spanning op koudgevormd sigma profiel in SHAPE THIN
Spanning en eigenschappen koudgevormd sigma profiel in SHAPE THIN

SHAPE-THIN bepaalt de doorsnede-eigenschappen en spanningen van open, gesloten, samengestelde of niet-verbonden doorsneden in o.a. staal en aluminium.

Dwarsdoorsnede-eigenschappen

  • Doorsnedeoppervlak A
  • Afschuifvlakken Ay, Az, Au en Av
  • Zwaartepunt-positie yS, zS
  • Traagheidsmomenten Iy, Iz, Iyz, Iu, Iv, Ip, Ip,M
  • Traagheidsstralen iy, iz, iyz, iu, iv, ip, ip,M
  • Scheefstand van hoofdassen α
  • Doorsnede gewicht G
  • Doorsnede U
  • Torsieconstanten J, JSt.Venant, JBredt, Js
  • Locatie van het afschuifcentrum yM, zM
  • Welving-constanten Iω, S, Iω, M of Iω, D
  • Max / min sectie moduli Sy, Sz, Su, Sv, Sω,M
  • Stabiliteitsparameters ru, rv, rM,u, rM,v
  • Reductiefactor λM

Plastische doorsnede eigenschappen

  • Normaalkracht Npl,d
  • Afschuifkrachten Vpl,y,d, Vpl,z,d, Vpl,u,d, Vpl,v,d
  • Buigende momenten Mpl,y,d, Mpl,z,d, Mpl,u,d, Mpl,v,d
  • Sectiemoduli Zy, Zz, Zu, Zv
  • Afschuifgebieden Apl,y, Apl,z, Apl,u, Apl,v
  • Positie van de bissectrice van het gebied fu, fv
  • Weergave van de traagheidsellips

Statische momenten

  • Eerste momenten van gebied Qu, Qv, Qy, Qz met positie van maxima en specificatie van schuifstroom
  • Welving-coördinaten ωM
  • Welvingsgebieden Qω,M
  • Celgebieden Am met gesloten doorsneden

Spanningen

  • Normaalspanning σx  als gevolg van normaalkracht, buigmomenten en bi-moment door welving
  • Schuifspanning benadrukt τ vanwege dwarskrachten en primaire en secundaire torsiemomenten
  • Equivalent benadrukt σeqv met aanpasbare factor voor schuifspanningen
  • U.C.-waardes, gerelateerd aan toelaatbare spanningen
  • Spanningen voor elementranden of middenlijnen
  • Spanningen bij hoeklassen

Stabiliteitswanden (Shear Walls)

  • Eigenschappen van niet-verbonden doorsneden (stabiliteitswanden, kernen van (betonnen) hoogbouw, samengestelde secties)
  • Verstijvingswanden dwarskrachten als gevolg van buiging en torsie

Plastische controle

  • Controle van de plastische weerstand met bepaling van de vergrotingsfactor  αpl
  • Controle van de (c/t)-verhoudingen volgens de methoden el-el, el-pl of pl-pl volgens DIN 18800


Invoer

Eigenschappen koudgevormde doorsnede
Eigenschappen van een  koud-gevormde doorsnede

De invoer met SHAPE-THIN kan op verschillende manieren gebeuren:

SHAPE-THIN omvat een uitgebreide bibliotheek van gewalste en geparametriseerde doorsneden. Ze kunnen worden gecombineerd of aangevuld met nieuwe elementen. Het is mogelijk om een ​​doorsnede te modelleren, die uit meerdere materialen bestaat.

Grafische hulpmiddelen en functies maken het mogelijk complexe doorsnedes te modelleren op de gebruikelijke manier zoals bij CAD-programma’s. De grafische invoer biedt de mogelijkheid om puntelementen, hoeklassen, bogen, geparametriseerde rechthoekige en cirkelvormige secties, ellipsen, elliptische bogen, parabolen, hyperbolen, spline en NURBS in te stellen. Als alternatief is het mogelijk om een ​​DXF-bestand te importeren, dat wordt gebruikt als basis voor het verdere ontwerp. Een constructeur kan ook hulplijnen voor de modellering gebruiken.

Bovendien kan een constructeur met de geparametriseerde invoer model- en belastingsgegevens op een specifieke manier invoeren, zodat ze afhankelijk zijn van bepaalde parameters.

Elementen kunnen grafisch worden verdeeld of aan andere objecten worden gekoppeld. SHAPE-THIN verdeelt de elementen automatisch en zorgt voor een ononderbroken schuifstroom door het introduceren van dummy-elementen. In het geval van dummy-elementen, kan een constructeur een specifieke dikte definiëren om de afschuifoverdracht te regelen.


Berekening

Berekeningsparameters SHAPE THIN
Berekeningsparameters SHAPE THIN

Meestal wordt SHAPE-THIN door onze klanten gebruikt om de geometrische eigenschappen van eigen profielen uit te rekenen. Echter het is ook mogelijk er een lokale spanningsberekening mee uit te voeren.

SHAPE-THIN berekent alle relevante eigenschappen van het profiel, inclusief plastische maximaal toelaatbare krachten en momenten. Overlappende gebieden worden dicht bij de realiteit geplaatst. Als doorsneden uit verschillende materialen bestaan, bepaalt SHAPE-THIN de geometrische eigenschappen van de doorsnede met betrekking tot het referentiemateriaal.

Naast de elastische berekening van spanningen, kan een staalconstructeut het ook plastisch controleren, inclusief de interactie van snedekrachten voor elke vorm van een doorsnede. De plastische controle wordt uitgevoerd volgens de Simplex-methode. Een staalconstructeur kan de hypothese selecteren volgens Tresca of Von Mises.

Het is mogelijk om de geometrische eigenschappen en spanningen van de effectieve doorsnede te berekenen volgens EN 1993-1-1 en EN 1993-1-5 of EN 1999-1-1. Doorsnedenclassificatie houdt rekening met de beschikbare combinatie van snedekrachten.

Optioneel controleert SHAPE-THIN de toelaatbare waardes (c/t) in overeenstemming met de methoden el-el, el-pl of pl-pl volgens DIN 18800. De (c/t)-zones van elementen, die in dezelfde richting zijn verbonden worden automatisch herkend.


Resultaat

DXF import van dunwandig profiel in SHAPE THIN
DXF import van dunwandig profiel in SHAPE-THIN

De resultaten worden in SHAPE-THIN op een gelijkwaardige manier getoond als in RFEM en RSTAB.

Alle resultaten kunnen numeriek en grafisch worden gecontroleerd en in een visualisatie worden weergegeven. Selectiefuncties vergemakkelijken de gerichte evaluatie.

Het berekeningsrapport komt overeen met de hoge normen van de rekensoftware RFEM en de raamwerk-berekeningsoftwareRSTAB. Wijzigingen worden automatisch bijgewerkt.