Scia Engineer Catalogus

Scia Engineer Catalogus NL

Spartak Moscow Stadium - Moscow, Russian Federation Engineering Office: AECOM - Software used: Scia Engineer

Hét platform voor het modelleren, berekenen, ontwerpen en detailleren van al uw constructies in 1D, 2D, 3D en 4D

Voorwoord

Welkom bij de Nemetschek Scia softwarecatalogus! De constructiesector past snel nieuwe technologieën toe om aan de behoeften van geavanceerde bouwkundige analyses en rendabel ontwerp te voldoen. Met meer dan 37 jaar ervaring in software voor constructief ontwerpen is Nemetschek Scia trots om dagelijks meer dan 5.000 ingenieursbureaus, allerhande constructiebedrijven, controle-instanties, industriële ondernemingen en onderwijsinstellingen van dienst te zijn. Scia biedt baanbrekende technologie met geïntegreerde 3D-oplossingen voor praktisch alle constructies (staal- en betonconstructies, spectaculaire flatgebouwen en gewone gebouwen, bruggen en tunnels, vaten, enz.). Scia heeft een geavanceerd ontwerpplatform gecreëerd, nl. Scia Engineer. Het is een algemene en veelomvattende bouwkundige ontwerpsoftware, die eveneens een tool is voor specifieke verticale bouwkundige ontwerptoepassingen, zoals de steigerconstructies, prefabgebouwen, prefabbeton, gemengde structuren, pijpleidingen en andere. Deze catalogus geeft een gedetailleerd overzicht van de Scia Engineer softwaremodules voor het modelleren, berekenen, ontwerpen en detailleren en begint met de voorstelling van vier pakketedities van Scia Engineer: Concept, Professional, Expert en Structural. Scia Engineer is volledig object component georiënteerd met een aantrekkelijke intuïtieve gebruikersinterface en uiterst functioneel voor automatisch rapporteren en afleiden van tekeningen. Dit vormt de hoeksteen van Building Information Modelling (BIM) voor bouwkundige ingenieurs. In BIM wordt alle bouwkundige informatie gedeeld met architecten, aannemers, producenten en andere bouwkundige experts. Reeds vele jaren is Scia een pionier in het implementeren van het BIM-concept in haar software. De Scia softwareoplossingen zoals Scia Engineer (CAE), Allplan (CAD) en Scia Steel (CIM) bieden een ongeëvenaard integratieniveau. Deze catalogus geeft gedetailleerde technische informatie over elke softwaremodule die nu beschikbaar is in Scia Engineer. Uw lokale Scia verkoopingenieur zal u graag advies geven bij het evalueren van de geschiktheid van de software aangepast aan uw persoonlijke behoeften. Veel leesplezier met het doornemen van onze catalogus en sluit aan bij de uitgebreide groep gebruikers van de Nemetschek Scia technologie voor uw engineering werk! Dr. Ir. J.P. Rammant CEO van Nemetschek Scia

1

Inhoud Scia Engineer Editions

3

Modulelijst5 Modules18 1. Modeller

18

2. Lastengeneratoren

38

3. Analyse

43

4. Staalontwerp

59

5. Staaldetaillering

82

6. Betonontwerp

84

7. Ontwerp andere materialen

109

8. Funderingsontwerp

117

9. Marktspecifieke toepassingen

121

Contacteer ons

2

124

Scia Engineer Editions Scia Engineer Editions esa.ed.ba

C

esa.ed.pr

P

esa.ed.ex

E

esa.ed.st

S

Concept Edition Scia Engineer Deze versie richt zich tot ingenieurs die starten met het modelleren van constructies in staal, beton of andere materialen. Rechte of gebogen platen en staven vormen het model in 3D en maken gebruik van rasterlijnen, constructietemplates, geïmporteerde tekenbestanden of directe grafische invoer. In deze versie toont de productiviteitstoolbox met actieve rapportering en een intelligente afbeeldingengalerij de volledige kracht van de objectgeoriënteerde ontwerpsoftware. Deze starterseditie omvat een statische berekening (lineair en tweede orde of geometrisch niet-lineair) met automatische eindige elementengeneratie. 1D- en 2D-elementen worden gecontroleerd op één geïntegreerde bouwnorm (nationale normcontroles of Eurocode volgens beschikbaarheid) zowel voor staal als voor beton. Eenheidscontroles met spanningen en stabiliteit (knikken, kippen, …), optimalisatie van secties (warmgewalst, samengesteld, dunwandig, …) zijn geïntegreerd voor staalconstructies. De 2D-wind- en lastengenerator is inbegrepen (nationale norm of Eurocode volgens beschikbaarheid). Het ontwerpen van (langsen dwars-) wapening voor betonnen balken en kolommen of platen en wanden gebeurt volgens de laatste normvoorschriften (nationale norm of Eurocode volgens beschikbaarheid), scheurcontrole en ponsen inbegrepen. Praktische wapening (staven, beugels, netten) wordt toegevoegd om de doorbuigingen te controleren; dit resulteert in indrukwekkende 3D-aanzichten van het volledige model. Voor dagelijks gebruik is deze Concept Edition de beste keuze. De kwaliteit van deze ontwerpsoftware zal ingenieurs ondersteunen in het overtuigen van aannemers en de beslissingsnemers.

Professional Edition Scia Engineer Dit is de versie voor de ervaren ontwerper. Aan de Concept Edition worden extra functionaliteiten toegevoegd binnen de modelleerfuncties: willekeurige profielsecties (vormen en materialen), parametrische opbouw van de constructie (geometrie, lasten, …). Deze versie integreert eveneens een BIM Workgroup toolbox die de mogelijkheid biedt om modellen met andere software uit te wisselen (architectuur, constructie) d.m.v. elementherkenning, Structure2Analysis-conversie, conflictcontrole van modellen, enz. Lastgeneratoren voor oppervlaktelasten en mobiele belastingen op balken en platen worden geïntegreerd. De eindige elementenmethode bevat alle niet-lineariteiten (bedding en enkel druk elementen, niet-lineaire veren en contactelementen), algemene knikvorm-analyse en dynamica (frequenties, modi, demping, seismische belastingen, tijdsafhankelijke belasting). Het ontwerpen wordt verder uitgebreid met brandwerendheidscontroles voor staal en beton, voor de nationale norm of Eurocode volgens beschikbaarheid (weerstands- of temperatuur-tijdscontroles inbegrepen). Staalverbindingen met kopplaten, bouten, verstijvers, lassen worden ontworpen voor meerdere knoopgeometrieën (geboute en gelaste momentvaste en scharnierende raamwerkverbindingen, geboute diagonalen, vloerverbindingen) en opgeslagen in een gebruikersexpertbibliotheek. Algemene overzichtstekeningen en gedetailleerde verbindingstekeningen zorgen mee voor complete én indrukwekkende 3D-weergave in het ingenieursrapport. Voor betonontwerp worden de normafhankelijke vervormingen op lange termijn berekend. De roundtrip interface met een 3D-gewapende betonmodeller CAD-software en de betontemplates resulteren in een geïntegreerde modelleer-rekenontwerpsoftware voor elke type constructie.

Expert Edition Scia Engineer Bovenop de Professional Edition, zal deze Expert-versie zelfs de meest veeleisende gebruikers aanspreken en verrassen. Enkele voorbeelden: geavanceerde mobiele lasten en treinlasten, bouwfasen (krachten en vervormingen van opeenvolgende fasen). De Expert Edition krijgt een enorme ontwerpkracht onder de muisknop met specifieke tools voor voor- en naspanning van beton; er wordt eveneens rekening gehouden met tijdsafhankelijke effecten (kruip, veroudering, relaxatie, verliezen), modelleren van voorspankabels en daaraan gekoppelde doorsnedecontroles. Andere complexe structurele ontwerptaken worden mogelijk gemaakt voor gebruik van kabels (incl. voorspanning), membraanelementen (enkel axiale trekstijfheid) en voor bodeminteractie (rekening houdend met de spanningen in de ondergrond). Kritische knikmodi houden rekening met de niet-lineariteiten (alleen trek, spanning, niet-lineaire veren).

Structural Edition Scia Engineer Scia Engineer Structural Edition is een tool voor ingenieurs en tekenaars om bouwkundige structuren te ontwerpen zonder de analyse uit te voeren. Met een aanbod functionaliteiten om direct te modelleren, tekeningen en modellen van andere CAD-softwaretoepassingen te importeren (Bouwkundige BIM), het model te parameteriseren, botsingscontroles uit te voeren en om naar andere CAD-programma’s te exporteren. Daarnaast omvat de tool Algemene Overzichtstekeningen - een set tools voor een eenvoudige en automatische voorbereiding van tekeningen.

3

Scia Engineer Editions Overzicht van de functionaliteiten in de Editions. Modeller Modeller, Productiviteitstoolbox met actief document, IFC, DWG, DXF, VRML (esa.00, esa.01, esa.02, esa.04, esa.06)

Concept

Professional

Expert

Structural

x

x

x

x

x

x

x

BIM engineering toolbox, parametrische modellering, algemene doorsnede; Allplan-, Tekla®-, ETABS®-interface (esa.26, esa.11, esa.07, esa.28, esa.22, esa.29)

x

Link naar Revit® Structures; Vrije-vorm modelleertool (esa.21, esa.24) Lastengeneratoren Belastingsgeneratoren: wind-, sneeuwen vlakke lastengenerator (esas.05.xx, esas.29) 3D-windgenerator, Mobiele lasten (esas.46.xx, esas.02, esas.35) Geavanceerde mobiele lasten, Treinlasten (esas.03, esas.36, esas.04) Analyse Lineaire statische analyse (esas.00, esas.01) Niet-lineaire statische analyse: trekstaven, enkel druk steunpunten, geometrische niet-lineaire analyse (esas.07, esas.08, esas.10, esas.11)

x

x x

x x x

x

x

x

x

x

x

x

x

Geavanceerde niet-lineaire statische analyse (veren en gaps (speling) voor staven, enkel druk platen (metselwerk)), Stabiliteitsanalyse, Dynamische analyse (eigenmodes, harmonische, seismische en algemene dynamische last) (esas.09, esas.44, esas.13, esas.14, esas.21, esas.22, esas.23, esas.24) Geavanceerde analyses: Grondinteractie, Kabels, Niet-lineaire stabiliteitsanalyse, Membraanelementen, Sequentiële analyse, Wrijvingsveren (esas.06, esas.12, esas.34, esas.37, esas.45, esas.42) Lineaire en niet-lineaire bouwfasen (esas.27, esas.38, esas.28) Voorgespannen constructies, Tijdsafhankelijke Analyse (esas.20, esas.40) Staalontwerp Staalnormcontrole - incl. optimalisatie van doorsneden (esasd.01.xx)

x x x

x

Brandwerendheidscontrole, Controle op koudgevormde staalsecties, Plastische analyse (esasd.05.xx, esasd.15.xx, esas.15)

x

x

x

Staalverbindingen modeller (esa.18) Staalverbindingen controles (esasd.02, esasd.03, esasd.06, esasd.07, esasd.08) Betonontwerp

x x

x x

x

Ontwerp en controle theoretische wapening, Ponscontrole, Normafhankelijke vervormingen (esacd.01.xx, esacd.02.xx, esacd.03.xx, esas.18, esas.19)

x

x

x

Invoer van praktische wapening (esacdt.01, esacdt.03) Brandwerendheidscontrole voor gewapend betonnen staven (esacd.07.xx) Voor- en nagespannen constructies: ontwerp en controle, Input van voorspankabels (esa.17, esa.20, esacd.04.xx) Staaldetaillering Algemene Overzichtstekeningen (esadt.01) Gedetailleerde verbindingstekeningen (esadt.02) Funderingsontwerp Funderingsblokken (esafd.02.01)

x

x x

x x x

x

x x

x x

x x

x

x

Aanvullende modules

Structural Edition

Fysieke niet-lineaire analyse voor 1D-betonconstructies (esas.16) Globale optimalisatie (esa.23) Niet-uniforme demping (esas.25) Wateraccumulatie (esas.30) Kip (2de orde) (esasd.14) Raatliggers (esasd.12.01) Aluminium (esaad.01.01) Houtcontrole (esatd.01.01) Gemengde staal-beton kolommen (esascd.02.xx) Gemengde staal-beton liggers (esascd.01.xx) Bollenplaatvloeren (esacd.11.01) Kanaalplaten (esacd.06.01) Funderingspalen (esafd.01.03) Steigercontroles (esasd.13.01) Hoogspanningsmasten (esa.16, esasd.10.03)

4

x

Lasten Randvoorwaarden

Direct

Import

Modelling

CAD/CAE

Constructiemodel Structure2Analysis Analysemodel

Analyse

Conflictcontrole

Resultaten Normcontrole Optimisatie

Geautomatiseerde algemene overzichtstekeningen Materiaallijst Document Paperspace

Modulelijst 1. Modeller

C P E S

µ Vereiste modules

zie Editions op pagina 3

Standaard modeller esa.00

µ esa.08

esa.01

µ esa.00

esa.02

1D-element modeller

18

C P E S

Startmodule voor elke Scia Engineer-installatie. Met modelleerfuncties voor de staafgeometrie. Overige basistools: grafische user interface en beeldmanipulatie met rendering, geïntegreerd reken- en CAD-model, profielbibliotheken (standaard staalsecties, variabel verlopende en samengestelde secties, aluminium-, beton-, houten brugdoorsneden, numerieke secties), materialen (staal, aluminium, beton, hout en andere zelf toe te voegen materialen), boutenbibliotheek, beplatingen (steeldeck), uitgebreide bibliotheek van parametrische structuurelementen (catalogusblokken), opslaan van uw eigen (deel)geometrie als gebruikersblok zodat u deze in andere projecten kan hergebruiken, “constructie sjablonen” voor het opslaan van volledige projecten werkomgevingen (materialen, veel gebruikte profielsecties, belastingsgevallen, combinaties en rekennota), 2D- en 3D-lijnrasters voor een snelle en eenvoudige invoer van de structuur, uitgebreide snapmodes, clipbox voor uitsnijden van details, verscheidene zichtpunten en sneden, eigenschapsvenster voor het snel aanpassen van de karakteristieken van alle objecten, tekeningengalerij (aanpassen en vervolledigen van tekeningen met teksten, afmetingen, commentaren enz.), import en/of export van verschillende bestandsformaten (PSS, DStV, DXF, DWG, EPW, XML, IFC, ...), opstellen van uw rekennota (document) met invoer, resultaten, tekeningen en uitvoer naar RTF-, HTML-, PDF- en TXT-formaat.

Modeller vlakke 2D-elementen

C P E S

18

Modelleren van vlakke elementen (platen en wanden), al dan niet toegevoegd aan een staafconstructie (zie esa.00). Invoer van geometrie met constante of variabele dikte, plaatselijke verdikkingen en uitsparingen, interne lijnen en knopen, ribben (Uitbreidingsmodule op esa.00).

Modeller gekromde 2D-elementen

C P E S

18

µ esa.01

Modelleren van gekromde plaatelementen (platen en wanden), al dan niet toegevoegd aan een staafconstructie (zie esa.00) en/of aan vlakke plaatelementen (zie esa.01). Invoer van de geometrie (bijv. ronde wand, cilinder, kegel, bol, afgeknotte kegel, enz.) met constante of variabele dikte. (Uitbreidingsmodule op esa.01).

esa.04

Uitsnijding van 2D-elementen

µ esa.01

esa.08

µ esa.00

esa.19.x

µ esa.00

C P E S

18

Weghalen van de uitsnijdingen van 2D-elementen als uitbreiding op de automatische berekening van intersecties (snijpunten, snijlijnen en algemene krommingen) tussen willekeurig ruimtelijke (eventueel gebogen) vlakken. De gebruiker geeft aan welke oppervlakken in het model dienen te worden behouden en welke mogen worden verwijderd.

Taal van de gebruikersinterface

C P E S

Elke installatie bevat een standaard taal naargelang de keuze van de gebruiker.

Extra taal

Tsjechisch, Duits, Engels, Frans, Grieks, Pools, Italiaans, Nederlands, Portugees, Spaans, Roemeens, Slowaaks, Russisch.

Uitbreidingen modeller esa.06 Productiviteitstoolbox µ esa.00

esa.07

µ esa.00

C P E S

22

Een reeks krachtige tools om de productiviteit van de gebruiker op te voeren. Het “actieve document” is een uitbreiding op het standaarddocument (rekennota) van de algemene basismodeller (esa.00). Dit basisdocument bevat alle nodige gegevens (invoer, uitvoer, tekeningen, tabellen, ...) in standaardformaat. Het “actieve document” is hierop een uitbreiding; een actief document wordt automatisch aangepast na een wijziging van het model, met aanzienlijke tijd- en productiviteitswinst voor de gebruiker. Aspecten die worden aangepast zijn bijv. de geometrie, de dimensionering van bepaalde elementen, belastingen of randvoorwaarden, enz. Op deze manier wordt een perfecte consistentie gewaarborgd tussen het project en de rekennota. Verder kunnen aanpassingen in de tabellen van het document zelf aan het model worden gelinkt; daardoor kan bij het regenereren ook rekening worden gehouden met alle gegevens en resultaten in het document. Met “documentsjablonen” kan de gebruiker de inhoud, de structuur en de complete lay-out van een document personaliseren. Dit kan opgeslagen en nadien voor nieuwe projecten gebruikt worden; de gegevens, resultaten en grafische uitvoer van het berekende project worden automatisch aangevuld. In de “intelligente tekengalerij” worden de in de galerij opgeslagen grafische gegevens ook aangepast als er wijzigingen aan de structuur worden aangebracht. Door de gebruiker ingevoerde teksten, maten, commentaren, enz. worden ook aangepast. De “voorgedefinieerde belastingen” kunnen tabellen bevatten, bijv. van gedefinieerde wind- en sneeuwlasten, op basis van de toegepaste standaardgrafieken. Uitvoer van 3D-afbeeldingen naar Adobe 3D-PDF. De weergave van 3D-afbeeldingen in PDF-formaat kan met de standaard Adobe Acrobat Reader software (versie 8.0 of hoger) op verschillende manieren worden aangepast: roteren, inzoomen, uitzoomen en zelfs wijzigen van de weergavestijl (lijnen verbergen, weergeven als transparant, enz.).

Algemene doorsnede

P E S

26

Grafische invoer van doorsneden met een willekeurige vorm en eventueel opgebouwd uit verschillende materialen. Binnen een eenvoudige en praktische grafische interface kunt u de volgende secties opbouwen: veelhoeken, al dan niet met één of meerdere gaten, dunwandige secties, een samenstelling van in de bibliotheek aanwezige secties, secties geïmporteerd in DXF- of DWG-formaat. De eigenschappen van de doorsnede (bijv. oppervlakte, traagheids- en weerstandsmomenten, torsiekarakteristieken ...) worden berekend. Voor de rekenmodules waarin met fases wordt gerekend (bijv. voorspanning) kunt u hier ook aangeven welk deel van de sectie in welke fase wordt geactiveerd. Tenslotte is het ook mogelijk parameters toe te kennen aan elk punt van de sectie, zodat u snel een volledige bibliotheek met vormen kunt opbouwen.

5

Modulelijst esa.11

µ esa.00

Parametrische invoer

P E S

27

Nagenoeg elk element van een structuur kan als parameter worden gedefinieerd (coördinaat, afmeting, lastwaarde, sectie, …). Het is ook mogelijk met formules te werken waarin bepaalde parameters worden berekend in functie van andere waarden. Eens de parameters vastgelegd zijn, worden ze toegekend aan het betreffende object (knoop, staaf, last, …) van de structuur. Ze kunnen in een duidelijke tabbladen-structuur worden opgeslagen. Bij het opstarten van dergelijk project worden de betreffende parameters ingevuld, zodat de structuur en toebehoren meteen worden gegenereerd, evenals de rekennota. Deze functionaliteit is eveneens toepasbaar op gebruikersblokken (zie esa.00).

Uitbreidingen CAD modules esa.27

Scia Modeller pakket

µ esa.08

Basis 3D-modeller. Modelleren van 3D-constructies opgebouwd uit 1D- en 2D-elementen en algemene vaste lichamen. Algemene vaste lichamen kunnen niet rechtstreeks worden aangemaakt maar dienen te worden geïmporteerd vanuit VRML en IFC. Import en export van verschillende formaten (lezen en schrijven in PSS, DStV, DXF, DWG, EPW, XML, IFC, BMP, WMF, ...). Dit pakket omvat de modules esa.00, esa.01 en esa.02.

esa.24

3D-vrije-vorm modeller S Geavanceerd modelleren van algemene vaste lichamen zoals geëxtrudeerde vaste lichamen, omwentelingslichamen enz. Booleaanse bewerkingen (intersectie, vereniging, aftrekking, deling, …) kunnen samen worden toegepast met geavanceerde functies voor het wijzigen van vaste vormen (vernetting van oppervlakken, geometrische manipulaties met knopen).

esa.18

Staalverbinding modeller P E S 30 Modelleren van de geometrie van gelaste en geboute staalverbindingen tussen staven met I-sectie, diagonalen, balkenroosters en voetplaatverbindingen. Deze optie beperkt zich enkel tot het modelleren; er kan dus géén controle worden uitgevoerd. Deze modeller bevat de afbeeldingengalerij inclusief wizards (of assistenten) voor het automatisch genereren van secties doorheen de staafstructuren (overzichten) en het genereren van verbindingstekeningen.

µ esa.00 µ esa.27

µ esa.00

28

Interoperabiliteit esa.26

µ esa.00

esa.28

BIM en workgroup toolbox P E S 31 BIM en Workgroup toolbox: Toolbox voor verhoogde productiviteit, met name voor projecten met uitwisseling van gegevens tussen CAD- en CAE-toepassingen of tussen twee CAE-applicaties. De toolbox bestaat uit de volgende onderdelen: Structural2Analysis model: automatische conversie van constructiemodel naar analysemodel. Update van ESA-projecten: delen van projecten binnen werkgroepen, met tools voor up-to-date brengen en samenvoegen. Member Recognizer: automatische conversie van algemene vaste lichamen naar 1D- en 2D-elementen. Automatische controle voor het detecteren van botsingen tussen elementen (staven onderling, staven en platen, platen en platen). Intelligente link Nemetschek-Allplan

P E S

µ esa.00

Round-Trip-interface voor Allplan. Import, export en up-to-date brengen van geometrieën en beton-wapeningen. Het constructiemodel kan worden voorbereid in Allplan of in Scia Engineer en daarna tussen beide programma’s worden overgedragen. Er gaan geen gegevens verloren en de gebruiker kan inhoud accepteren of negeren. Een andere functie van deze module is de export van de benodigde wapeningsoppervlakken voor 2D-elementen (platen en wanden) van Scia Engineer naar Allplan (via ASF-bestanden). De “BIM en Workgroup toolbox” (module esa.26) is hier inbegrepen.

esa.21

Revit® Structure interface S Met Revit® Structure Interface kunnen modellen die in Autodesk Revit® Structure zijn aangemaakt worden geïmporteerd en bijgewerkt. De modellen worden overgezet m.b.v. een gratis plug-in die op de Nemetschek Scia website beschikbaar is. Met Revit® Structure Interface kunnen ook modellen van Scia Engineer naar Revit® Structure worden geëxporteerd. Gebruik van het module BIM en Workgroup toolbox wordt hierbij aanbevolen.

µ esa.00

esa.22

µ esa.00

esa.29

µ esa.00

Tekla® Structures interface

P E S

Met Tekla® Structure interface kunnen modellen die in Tekla® Structure zijn aangemaakt worden geïmporteerd en bijgewerkt. De modellen worden overgezet m.b.v. een gratis plug-in die op de Nemetschek Scia website beschikbaar is. Gebruik van het module BIM en Workgroup toolbox wordt hierbij aanbevolen.

ETABS® Interface

P E S

Met de koppelingsmodule ETABS® hebben zowel Scia Engineer- als ETABS®-gebruikers de mogelijkheid om hun modellen uit te wisselen. De meest voorkomende objecten zoals 1D-/2D-elementen, lasten en steunpunten worden zowel in import als export ondersteund.

Licenties esa.09 Netwerklicentie µ esa.00

6

esa.10

µ esa.00

De beste en meest flexibele oplossing voor netwerkinstallaties. De investering is afhankelijk van de geïnstalleerde modules én het aantal gelijktijdige gebruikers ervan. Neem voor meer details contact op met uw regionale sales-verantwoordelijke.

Hardware dongle

Protectie voor één enkele gebruikerslicentie. De dongle wordt aangebracht op een USB-poort van het werkstation.

32

34

36

37

Modulelijst 2. Lastengeneratoren Vlakke lasten esas.29

µ esas.00

Vlakke lasten-generator

C P E

38

Omzetten van oppervlaktelasten, lijnen puntlasten op een niet-gekromd 2D-vlak naar lijnen puntlasten op staafelementen. De dragende staven kunnen aangegeven worden door de gebruiker, of automatisch voor de volledige oppervlakte ingerekend worden. Belastingspanelen: ten behoeve van 3D-belastingsafdracht. Er wordt in de berekening geen rekening gehouden met het “2D-element” en enkel de last ervan wordt op de verbonden liggerelementen overgedragen.

Wind en sneew esas.05.xx µ esas.00

Wind- en sneeuwlastengenerator

38

Automatische generatie van wind- en sneeuwlasten op staafconstructies volgens de normcontrole. De generatie gebeurt op 2D-constructies (dus eventueel gegenereerd als snede op een 3D-constructie) op basis van een aantal invoerparameters: streek, terreinkarakteristieken, windrichting, over- of onderdruk. De drukcoëfficiënten zijn aanpasbaar voor wind en sneeuw.

esas.46.xx 3D-windlastengenerator µ esas.29

C P E

P E

Met 3D-windgenerator genereert de gebruiker windlasten op gesloten 3D-gebouwen.

39

Mobiele lasten esas.02

Mobiele lasten - raamwerk

P E

41

µ esas.00

Algemeen geldt dat deze module(s) invloedslijnen/-zones genereert(genereren) voor een mobiele last die langs een bepaald tracé beweegt. De richting en de waarde van de bewegende eenheidslast kunnen gewijzigd worden. Bovendien kunnen gedefinieerde lastensystemen op de berekende invloedslijnen geplaatst worden. Vervolgens zoekt het programma kritieke posities voor deze systemen (= invloedslijnen en invloedsvlakken). De omhullende van de meest ongunstige effecten kan automatisch berekend worden. Deze specifieke module dient voor invoeren en berekenen van één groep van mobiele punten lijnlasten op raamwerken. Berekening van de omhullende voor de volledige constructie en van het lokale verloop in één punt van de constructie.

esas.03

Mobiele lasten - raamwerk - geavanceerd E 41 Invoer en berekenen volgens verschillende codes van meerdere groepen van mobiele punten lijnlasten (met wisselwerking) op raamwerken.

µ esas.02

esas.04 Treinlasten µ esa.01

esas.35

E

42

Aanmaken van lastengroepen en van de plaatsing ervan langs gedefinieerde routes op 2D-elementen. Automatische generatie van belastinggevallen (en lastencombinatie) voor elk van de afzonderlijke gegenereerde lastposities langs deze route.

Mobiele lasten - eindige elementen - basis

P E

41

µ esas.02

Algemeen geldt dat deze module(s) invloedslijnen/-zones genereren voor een mobiele last die langs een bepaald tracé beweegt. De richting en de waarde van de bewegende eenheidslast kunnen gewijzigd worden. Bovendien kunnen gedefinieerde lastensystemen op de berekende invloedslijnen geplaatst worden. Vervolgens zoekt het programma kritieke posities voor deze systemen (= invloedslijnen en invloedsvlakken). De omhullende van de meest ongunstige effecten kan automatisch berekend worden. Deze specifieke module dient voor de invoer en het berekenen van één groep van mobiele punten lijnlasten op vlakken. Berekening van de omhullende voor de volledige constructie en van het lokale verloop in één punt van de constructie (uitbreidingsmodule op esas.02).

esas.36

Mobiele lasten - Eindige Elementen - geavanceerd

µ esas.35

E

41

Invoer en berekenen van meerdere groepen (met wisselwerking) van mobiele punten lijnlasten op vlakken. Berekening van de omhullende voor de volledige constructie en van het lokale verloop in één punt van de constructie (uitbreidingsmodule op esas.35).

3. Analyse Lineaire analyse esas.00

µ esa.00

Lineaire statica 2D

C P E

Lineaire statische berekening van constructies opgebouwd uit staven en/of platen (eindige elementen) belast in het vlak (bijv. raamwerken, wanden) of loodrecht op het vlak (bijv. balkroosters, vloerplaten). Afhankelijk van de beschikbaarheid van de basismodule esa.00 of esa.01 kunnen constructies met staven en/of eindige elementen berekend worden. Met modelleer- en analysefuncties voor opleggingen (vast of verend in knopen, op staven en op plaatranden), interne scharnieren in staven en tussen platen, starre verbindingen, excentriciteiten, variabel verlopende profielsecties, verlopende plaatdikte, enz. Lasttypen: eigen gewicht, knoop- en puntlasten, eenparig verdeelde en driehoekslasten, gelijkmatige of vrije lasten op platen, opgelegde verplaatsingen, temperatuur (uniform en gradiënt), ... Automatische lastencombinaties in functie van de gekozen norm, maar ook eigen samengestelde combinaties zijn mogelijk. Resultaten: numerieke en grafische voorstelling van verplaatsingen, oplegreacties, interne krachten en spanningen. Grafische voorstellingen met perspectieven, sneden, details, isolijnen en isobanden. Alle hulpmiddelen van de basismodules zijn beschikbaar.

43

7

Modulelijst esas.01

µ esas.00

Lineaire statica 3D

C P E

43

Als uitbreiding op esas.00 kunt u met deze module elke 3D-constructie berekenen, opgebouwd uit staven, vlakke platen en/of wanden (met module esa.01), gekromde oppervlakken (met module esa.02) of een combinatie van deze elementen. In het 3D-model kunnen lasten in om het even welke richting aangrijpen.

Niet-lineaire analyse / Interactie grond - constructie esas.06

µ esa.01 µ esas.00

Grond-interactie (Soilin)

E

Structuur-grond interactie (soilin) voor het bepalen van de “werkelijke” C-parameters en het berekenen van de interactie tussen de structuur en de ondergrond t.g.v. de zettingen van de grond. Er wordt rekening gehouden met de spanningsspreiding in de grond onder de funderingsplaten, de verdeling en het niveau van de last, de contactspanning tussen de structuur en de ondergrond, de geometrie van de contactlaag en de geologische eigenschappen van de ondergrond op een bepaalde plaats. Omdat de C-parameters de contactspanning beïnvloeden (en omgekeerd), beïnvloedt de contactspanning de verzakking van de contactlaag en bijgevolg de C-parameters; de berekening van de eigenschappen is iteratief. De berekening bepaalt de optredende zettingen en de invloed van deze zettingen op de structuur. Berekening op basis van het Pasternak-model.

45

Niet-lineaire analyse / Niet-lineaire materiaalanalyse esas.07 Trekstaven

C P E

46

µ esas.00

Berekening van de constructie met de mogelijkheid staven te definiëren die enkel trek- of drukkrachten of een beperkte trek of druk kunnen opnemen. Een praktische toepassing is het elimineren van druk in windverbanden.

esas.08

Enkel druk steunpunt of bedding

µ esas.00

esas.44

µ esas.00

esas.09

µ esas.00

46

Berekening van de constructie met de mogelijkheid steunpunten op knopen, staven, lijnen of platen te definiëren die in één richting krachten kunnen opnemen.

Enkel druk plaat- en wandelementen

P E

Analyse van 2D-elementen die enkel aan drukkrachten dienen te weerstaan. Deze module kan bijv. worden gebruikt voor gemetselde wanden en bogen.

Niet-lineaire veren, gaps

P E

48

46

Berekening van constructies met de mogelijkheid tot het definiëren van niet-lineaire veren in opleggingen of interne knopen (bijv. semi-rigide verbindingen) en contact-elementen bij uitsparingen (bijv. staven die pas krachten opnemen vanaf een bepaalde verlenging).

esas.42 Wrijvingsveren µ esas.00

C P E

E

Wrijvingsveren in knoopsteunpunten.

Niet-lineaire analyse / Geometrisch niet-lineaire geometrie esas.10

46 Tweede-ordeberekening van raamwerkconstructies. Omvat de berekening van de constructies in vervormde toestand rekening houdend met P-Delta-effecten (initiële verplaatsingen en staafimperfecties) en de invloed van normaalkrachten op de stijfheid. Berekeningsmethodes: Timoshenko (voor structuren waar de N-kracht constant blijft tijdens de berekening) en Newton-Raphson met stapsgewijze toepassing van de lasten (voor grote verplaatsingen en veranderlijke N-kracht tijdens de berekening).

esas.11

Geometrisch niet-lineaire (2de orde) berekening voor eindige elementen C P E 46 Tweede-ordeberekening van plaatconstructies waarbij rekening wordt gehouden met de vervormde toestand (geometrische imperfecties en initiële vervormingen).

µ esas.00

µ esas.10

Geometrisch niet-lineair (2de orde) raamwerken

C P E

esas.12 Kabelanalyse

46

esas.37 Membraanelementen

46

µ esas.10

µ esas.00

E Berekening van constructies met (al dan niet voorgespannen) kabelelementen. De kabels kunnen met een gekromde startvorm worden ingevoerd. De uiteindelijke kromming van de kabels wordt berekend volgens het evenwicht tussen de lasten en de voorspanning. E Berekening van schalen als 2D-elementen met enkel een axiale trekstijfheid.

Niet-lineaire analyse / Sequentiële analyse esas.45

µ esas.00

8

Sequentiële analyse

Sequentiële analyse: De mogelijkheid om een berekening uit te voeren welke het resultaat van een vorige berekening gebruikt als initiële toestand. De volgende mogelijkheden zijn beschikbaar: lokale staaf niet-lineariteiten + lineaire stabiliteit en lokale staaf niet-lineariteiten + dynamica (eigenfrequentie).

49

Niet-lineaire analyse / Water accumulatie esas.30

µ esas.00

Wateraccumulatie NEN

Wateraccumulatie volgens NEN voor 2D- en 3D-staafconstructies met resulterende waterbelasting en overeenkomstige vervorming.

51

Modulelijst Optimalisatie esa.23

µ esa.00

esa.30

µ esa.00

Globale optimalisatie

52

Algemene optimalisatie

53

Incrementele, stapsgewijze bewerking van parameters voor het optimaliseren van constructies. Eerst dient de gebruiker een Scia Engineer-project in te voeren en te parametriseren. De gebruiker kan het project dan in Scia ODA laten draaien. Als resultaat wordt een volledige reeks uitvoergegevens gegenereerd waaruit de gebruiker de meest optimale set van parameters kan kiezen en deze als rekenblad uitvoeren naar een spreadsheetapplicatie zoals MS Excel (tm) voor verdere analyse. Via algemene optimalisatie is het mogelijk om parametrische modellen te optimaliseren. De gebruiker specificeert wat er te optimaliseren is en met welke methode (mathematische methode). Het programma berekent varianten van het originele project en itereert naar de uiteindelijke oplossing. Alle stappen worden in een tabel getoond en de beste oplossing wordt gemarkeerd.

Stabiliteitsanalyse esas.13

Stabiliteitsberekening raamwerken P E Bepaling van de globale knikvormen en kniklasten van de staafconstructie. Op basis van de verkregen waarde voor de kniklast, kan er besloten worden al dan niet over te gaan naar een tweede-ordeberekening. De kritische knikvorm kan als initiële vervorming worden ingelezen in de geometrisch niet-lineaire (2de orde) berekening (module esas.10).

46

esas.14

Stabiliteitsberekening voor eindige elementen

Bepaling van de globale knikvormen en kniklasten van plaatconstructies. De kritische knikvorm kan als initiële vervorming worden ingelezen in de geometrisch niet-lineaire (2de orde) berekening (module esas.11).

46

esas.34

Niet-lineaire stabiliteitsanalyse E Bepaling van de globale knikvorm en kniklasten van een staafconstructie, rekening houdend met niet-lineariteiten zoals alleen-trek/ druk staven, niet-lineaire veren, … Op basis van de verkregen waarde voor de kniklast kan er besloten worden om al dan niet over te gaan naar een tweede-ordeberekening. De kritische knikvorm kan als initiële vervorming worden ingelezen in de geometrisch niet-lineaire berekeningsmodule (esas.11) (uitbreiding op module esas.13).

46

µ esas.00

µ esas.13

µ esas.13

P E

Dynamica esas.21

Dynamica (eigenfrequenties) - raamwerken

P E

55

µ esas.00

Berekening van de eigenfrequenties en eigenmodes van staafconstructies. Automatische inrekening van de eigen massa van de constructie. Andere massa’s kunnen worden ingevoerd als lokale of verdeelde lasten, of ze kunnen uit een eerdere statische berekening worden geconverteerd naar dynamische massa’s. De gebruiker geeft het aantal gewenste eigenwaarden in. Voor elke ervan wordt de eigenmode berekend op basis van de subspace iteration-methode. Resultaten kunnen numeriek en grafisch worden voorgesteld.

esas.22

Dynamica (eigenfrequenties) - eindige elementen P E Berekening van de eigenfrequenties en eigenmodes van plaat- en schaalconstructies. Automatische inrekening van de eigen massa van de constructie. Andere massa’s kunnen worden ingevoerd als lokale of verdeelde lasten, of ze kunnen uit een eerdere statische berekening worden geconverteerd naar dynamische massa’s. De gebruiker geeft het aantal gewenste eigenwaarden in. Voor elke ervan wordt de eigenmode berekend op basis van de subspace iteration-methode. Resultaten kunnen numeriek en grafisch worden voorgesteld.

55

esas.23

Dynamica (geavanceerd) - raamwerken

Als uitbreiding op de berekening van de eigenwaarden van staafconstructies (esas.21) kan de reactie van de constructie t.g.v. een harmonische, een seismische en een algemene tijdsafhankelijke last worden berekend. Voor de harmonische last worden de frequentie en de demping gedefinieerd. Berekening onder seismische last wordt o.a. gebruikt voor de simulatie van aardbevingen; de spectra van EC 8, PS 92 (Franse norm), DIN 4149 (Duitse norm), SIA 160 (Zwitserse norm) en de Turkse norm zijn standaard beschikbaar en kunnen uitgebreid worden door de gebruiker. Ook voor de tijdsafhankelijke last wordt de respons van de constructie berekend; in dit geval variëren de belastingen volgens een willekeurige functie. De modale participatiefactoren worden aangegeven. Voor deze analyses zijn de resultaten combineerbaar met die van een statische berekening.

55

esas.24

Dynamica (geavanceerd) - eindige elementen P E Als uitbreiding op de berekening van de eigenwaarden van plaatconstructies (esas.22) kan de reactie van de constructie t.g.v. een harmonische, een seismische en een algemene tijdsafhankelijke last worden berekend. Voor de harmonische last worden de frequentie en de demping gedefinieerd. Berekening onder seismische last wordt o.a. gebruikt voor de simulatie van aardbevingen; de spectra van EC 8, PS 92 (Franse norm), DIN 4149 (Duitse norm), SIA 160 (Zwitserse norm) en de Turkse norm zijn standaard beschikbaar en kunnen uitgebreid worden door de gebruiker. Ook voor de tijdsafhankelijke last wordt de respons van de constructie berekend; in dit geval variëren de belastingen volgens een willekeurige functie. De modale participatiefactoren worden aangegeven. Voor deze analyses zijn de resultaten combineerbaar met die van een statische berekening.

55

µ esas.21

µ esas.21

µ esas.22 µ esas.23

esas.25

µ esas.23

P E

Niet-uniforme demping van raamwerken

Invoer van dempingseigenschappen van staven in een constructie (relatieve demping of logaritmische incrementen). Toepassing op constructies die bestaan uit sub-constructies met verschillende dempingskarakteristieken (bijv. gemengde staal-beton constructies, constructies op beddingen, enz.). Dynamica: de modale demping per eigenfrequentie wordt berekend (stijfheidsgewogen demping).

9

Modulelijst Bouwfasen esas.27

Bouwfasen - raamwerken

E

57

µ esas.00

Doordat steeds meer civiele constructies ontworpen en opgebouwd worden uit meerdere materialen (bijv. staal, prefab en ter plaatse gestort beton), verandert het statische systeem van de structuur tijdens de opbouw. Met deze module wordt de structuur berekend in verschillende fasen. De spanningsgeschiedenis wordt berekend door rekening te houden met toevoegen of verwijderen van opleggingen, staven, belastingen, wijzigen van doorsneden enz.

esas.28

Bouwfasen raamwerken - niet-lineair E Als uitbreiding op de lineaire berekening van constructies met bouwfasen (esas.27) wordt in deze module voor een bepaalde fase rekening gehouden met de geometrie van tijdens de vorige fase vervormde constructie.

57

esas.38

Bouwfasen - eindige elementen E Doordat steeds meer civiele constructies ontworpen en opgebouwd worden uit meerdere materialen (bijv. staal, prefab en ter plaatse gestort beton), verandert het statische systeem van de structuur tijdens de opbouw. Met deze module wordt de structuur berekend in verschillende fasen. De spanningsgeschiedenis wordt berekend door rekening te houden met toevoegen of verwijderen van opleggingen, staven, belastingen, wijzigen van doorsneden enz. Toepassing voor plaat- en schaalconstructies (uitbreiding op esas.27).

57

µ esas.27

µ esas.27

Voorspananalyse esas.20

µ esas.00

esas.40

µ esas.00 + µ esa.17 of µ esa.20

TDA (tijdsafhankelijke analyse)

E

Tijdsafhankelijke analyse van samengestelde (staal)betondoorsneden en voorgespannen betondoorsneden in in het vlak belaste raamwerken. Tijdsafhankelijke analyses van constructies: verliezen door kruip, sterkteontwikkeling, krimp, veroudering, langetermijnverliezen, relaxatie, herverdeling van krachten. Deze module is nodig voor doelmatig ontwerpen en controleren van voorgespannen balken en betonnen raamwerken.

Berekening voorgespannen constructies

58

E

Berekening van 3D-geometrie, voorspanverliezen, automatische generatie van excentrische eindige elementen voor een groep van kabels (de kabels worden een onderdeel van het structurele model), equivalente lasten, interne krachten, spanningen veroorzaakt door de voorspanning.

4. Staalontwerp Staalelementen esasd.01 Staalnormcontrole µ esas.00

esasd.01.01 µ esas.00






esasd.01.07

10

µ esas.00


C P E

59

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies volgens de normcontrole met doorsnedenoptimalisatie. De controle kan uitgevoerd worden per staaf, per profielsectie of voor de volledige constructie. Door gebruik te maken van kleuren die overeenstemmen met bepaalde in te voeren percentages van de toelaatbare spanning, kan de gebruiker in één oogopslag zien waar de zwakke of overgedimensioneerde delen van de constructie zicht bevinden. Kniklengtes worden automatisch berekend. Alle profielklassen worden gecontroleerd, dus ook klasse 4 profielen (bv. dunwandige profielen). Alle spanningen en instabiliteitseffecten worden gecontroleerd: knikken, kippen en plooien t.g.v. dwarskracht. De uitvoer kan optioneel de verwijzing naar de gebruikte normformules bevatten. De gebruiker kan de profielen verstevigen met o.a. kipverkorters, steeldeck… om een optimale spanningsverdeling te bekomen.

Normcontrole staal - EN 1993

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies volgens EN 1993, met doorsnede-optimalisatie.

59

Normcontrole staal - DIN 18800

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies volgens DIN 18800, met doorsnede-optimalisatie.

Normcontrole staal - NEN 6770/6771

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies volgens NEN 6770/6771, met doorsnede-optimalisatie.

Normcontrole staal - ÖNORM 4300

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies volgens ÖNORM 4300, met doorsnede-optimalisatie.

Normcontrole staal - ANSI/AISC 360-05

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies volgens AISC-ASD en AISC-LRFD, met doorsnede-optimalisatie. Met inbegrip van ASD 9de uitgave en LRFD 3de uitgave.

Normcontrole staal - CM66

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies volgens CM66, met doorsnede-optimalisatie.

Normcontrole staal - CSN 731401

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies volgens CSN 731401, met doorsnede-optimalisatie.

Normcontrole staal - SIA 161

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies volgens SIA 161, met doorsnede-optimalisatie.

61

Modulelijst esasd.01.09 µ esas.00



Normcontrole staal - BS 5950-1 2000

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies volgens BS 5950-1:2000, met doorsnede-optimalisatie. Met inbegrip van BS 5950:1990.

Normcontrole staal - STN 731401

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies volgens STN 731401, met doorsnede-optimalisatie.

Normcontrole staal - EAE Nov:2004

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies volgens de Spaanse norm, met doorsnede-optimalisatie.

Brandwerendheid esasd.05 Brandwerendheidscontrole µ esas.00




P E

63

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies die aan brand onderhevig zijn. Berekening in het weerstandsdomein of in het temperatuur-tijd domein volgens de normcontrole. De werkomgeving is identiek aan die van de staalnormcontrole (esasd.01.01). De gebruiker geeft de gebruikte brandkromme aan en de tijd waarbinnen de controle wordt uitgevoerd. Er wordt gekozen uit verschillende types beschermend isolatie-materiaal (plaatbescherming, spuitmateriaal). In functie van de optredende temperatuur worden de E-modulus en de toelaatbare spanningen herrekend en nadien vergeleken met de toelaatbare waarden. De berekeningsnota bevat indien gewenst een gedetailleerde uitvoer van de geraadpleegde artikels van de norm.

Brandwerendheidscontrole - EN 1993-1-2

63

Brandwerendheidscontrole - NEN 6072

65

Brandwerendsheidscontrole - SIA 263

Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies die aan brand onderhevig zijn. Berekening in het weerstandsdomein of in het temperatuur-tijd domein volgens EN 1993-1-2 en ECCS nr. 111. Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies die aan brand onderhevig zijn. Berekening in het weerstandsdomein volgens NEN 6072. 2003: Spannings- en stabiliteitscontrole van staalconstructies die aan brand onderhevig zijn. Berekening in het weerstandsdomein of in het temperatuurdomein volgens SIA 263:2003.

Koudgevormde staalsecties esasd.15

µ esasd.01

esasd.15.01 µ esasd.01

esasd.15.05 µ esasd.05

Koudgevormde staalsecties

72

Koudgevormde staalsecties EN 1993

72

De module voor het ontwerp van staalverbindingen Koudgevormde staalsecties is een uitbreiding van de EC-EN module esasd.01.01 Zowel sectie- als stabiliteitscontroles worden op dezelfde wijze als bij standaardprofielen uitgevoerd.

De module voor het ontwerp van staalverbindingen Koudgevormde staalsecties volgens EC-EN1993-1-3 is een uitbreiding van de EC-EN module esasd.01.01 Normcontrole staal en focust op het ontwerp van koudgevormde staalsecties volgens de Europese Norm EC-EN 1993. Zowel sectie- als stabiliteitscontroles worden op dezelfde wijze als bij standaardprofielen uitgevoerd.

Koudgevormde staalsecties AISI

De module voor het ontwerp van staalverbindingen Koudgevormde staalsecties volgens AISI NAS 2007 is een uitbreiding van de ANSI/AISC 360-05 module esasd.01.05 Normcontrole staal en focust op het ontwerp van koudgevormde staalsecties volgens de norm AISI NAS 2007. Zowel sectie- als stabiliteitscontroles worden op dezelfde wijze als bij standaardprofielen uitgevoerd.

Speciale elementen esasd.13.01 µ esas.00


esasd.14

µ esas.00

Steigerbouwcontroles - EN 12811-1

67

Raatliggers ENV 1993-1-1, 1992/A2

71

Invoer van koppelingen, staafcontrole en koppelingscontroles voor gebruik van steigerbouw. Controle op elementen en verbindingen voor steigerbouwconstructies volgens EN 12811-1. Specifieke controles volgens EN12811 op ronde secties. Bibliotheek met koppelingscomponenten voor steigers en controle op koppelingscomponenten. Geavanceerde berekening van systeemlengten. Geïntegreerde invoer en controle van raatliggers volgens ENV 1993-1-1. Raatliggers worden gedefinieerd vanuit een bibliotheek en gecontroleerd volgens een gelijkaardige methode als de normcontroles staal. De liggers worden berekend met de ArcelorMittal ACB solver-toepassing.

LTB (2de orde) analyse - LTB-II

Gedetailleerde analyse van Mcr via eigenwaarde-oplossing en 2de orde-analyse met 7 vrijheidsgraden.

Plastische analyse voor staal esas.15

µ esas.00

Plastische berekening staalconstructies P E Berekening van plastische scharnieren voor staalconstructies volgens EC, DIN, NEN, ÖNORM of CSN.

11

Modulelijst Verbindingen esasd.02

Raamwerkverbindingen - momentvast P E 74 Ontwerp en controle van geboute en gelaste raamwerkverbindingen volgens de componentenmethode. De toelaatbare capaciteiten van de onderliggende componenten worden berekend volgens EC3, DIN 18800 T1 en BS 5950-1:2000. Beschikbare vormen zijn: kolom-ligger (knie, kruis, enkele en dubbele T), stuit en voetplaat. Knopen kunnen berekend worden met de kolom volgens de sterke of zwakke as. De knoopelementen worden ingevoerd in duidelijke dialoogvensters: kopplaat - bouten (standaard of voorspanbouten) - sluitplaten - rechthoekige, driehoekige of diagonale verstijvers - opdikplaten - onderlegplaten - ... De verbinding wordt meteen gevisualiseerd binnen het CAD-model. Bij elke bewerking worden de normvoorschriften (bijv. voor tussenafstanden tussen de bouten) en de praktische uitvoerbaarheid gecontroleerd. De capaciteit van de knoop wordt gecontroleerd t.o.v. de optredende interne krachten, waarna de knoop interactief verder geoptimaliseerd kan worden. De stijfheid van de knoop wordt vergeleken met de invoer, en de uiteindelijke moment-rotatiegrafiek (van bijv. een halfstijve verbinding) kan indien gewenst teruggekoppeld worden naar het basismodel (via module esas.09).

esasd.03

Raamwerkverbindingen - scharnierend P E 76 Ontwerp en controle van scharnierende raamwerkverbindingen volgens EC3, DIN 18800 T1 en BS 5950-1:2000. De kolomligger verbinding kan uitgevoerd zijn als knie, kruis, enkele en dubbele T. Als verbindingselement kan gekozen worden voor gelaste of geboute platen, hoekijzers of een korte kopplaat. De knoop-elementen worden ingevoerd in duidelijke dialoogvensters. De verbinding wordt meteen gevisualiseerd binnen het CAD-model. Bij elke bewerking worden de normvoorschriften (bijv. voor tussenafstanden tussen de bouten) en de praktische uitvoerbaarheid gecontroleerd. De capaciteit van de knoop wordt gecontroleerd t.o.v. de optredende interne krachten, waarna de knoop interactief verder geoptimaliseerd kan worden.

esasd.06

Verbindingen - geboute diagonalen P E 78 Berekening van geboute diagonalen in stalen raamwerkconstructies volgens EC3. In de meeste gevallen is de diagonaal vastgebout op een knoopplaat. De diagonaal, de bouten en de knoopplaat worden gecontroleerd. De automatische optimalisatie berekent het aantal nodige bouten. Ook directe verbindingen tussen de diagonalen en de kolom (zoals bijv. in masten en rekken) worden berekend. Na de berekening worden de toelaatbare en de optredende krachten vergeleken, en kan de knoop verder geoptimaliseerd worden.

esasd.07

Expertsysteemverbindingen - bibliotheek P E Intelligente selectie van een raamwerkverbinding (gebout, gelast of scharnierend) uit een uitgebreide bibliotheek met DSTV, SPRINT en door de gebruiker gedefinieerde verbindingen. Voor elk van de aangehaalde berekeningen kan de verbinding interactief worden geoptimaliseerd (zie beschrijvingen van de betreffende modules) of kan de verbinding worden opgezocht in deze expertdatabase. De gegenereerde lijst omvat alle verbindingen die voldoen aan de selectiecriteria van de gebruiker (eventueel met een bepaalde tolerantie), samen met de eenheidscontrole (verhouding optredende kracht t.o.v. toelaatbare kracht). Na de keuze van de gewenste verbinding wordt de knoop verder afgewerkt zoals vermeld in de omschrijvingen van de verbindingsmodules. Het expertsysteem is een open bibliotheek waarin de gebruiker zijn eigen verbindingen kan opslaan.

µ esas.00 µ esa.00

µ esas.00

µ esas.00

µ esasd.02 µ esasd.03

esasd.08 Gridverbindingen µ esas.00

80

81

P E Ontwerp en controle van scharnierende vloerverbindingen in staalstructuren volgens EC3, DIN 18800 en BS 5950-1:2000. Als verbindingselement kan gekozen worden voor gelaste of geboute platen, hoekijzers of een korte kopplaat. De knoopelementen worden ingevoerd in duidelijke dialoogvensters: hoekijzers, kopplaat, bouten (standaard- of voorspanbouten), ravelingen, … De verbinding wordt meteen gevisualiseerd binnen het CAD-model. Bij elke bewerking worden de normvoorschriften (bijv. voor tussenafstanden tussen de bouten) en de praktische uitvoerbaarheid gecontroleerd. De capaciteit van de knoop wordt gecontroleerd t.o.v. de optredende interne krachten, waarna de knoop interactief verder geoptimaliseerd kan worden.

5. Staaldetaillering Overzichtstekeningen esadt.01

Algemene Overzichtstekeningen

P E S

De Algemente overzichtstekeningen genereren automatisch 2D-tekeningen van een 3D-model in Scia Engineer. Eerst moeten doorsneden en/of bovenaanzichten manueel gedefinieerd worden. Vervolgens worden individuele tekeningen automatisch gegenereerd met vooraf gedefinieerde stijlen en tekenregels. Indien nodig kunnen deze regels en stijlen aangepast worden aan speciale behoeften. Labels en bematingslijnen kunnen manueel of automatisch toegevoegd worden. De finale tekeningen kunnen dan rechtstreeks in Paper Space opgeslagen worden, eventueel samen met andere tekeningen: verbindingstekeningen (zie esadt.02). De tekeningen kunnen naar DXF-, DWG-, BMP- of WMF-formaat geëxporteerd worden. De bestaande functionaliteit van de Overzichtstekeningenmodule wordt behouden..

82

Detailtekeningen esadt.02

12

Gedetailleerde verbindingstekeningen P E S Automatische generatie van figuren met de montagetekening en de details van de staalverbinding (kopplaat, versterkingen, …) voor elk van de bestaande verbindingstypen (momentvast, scharnierend, raamwerk- of vloerverbinding en geboute diagonalen). De gegenereerde figuren kunnen verder aangepast en vervolledigd worden door o.a. toevoegen van teksten en maatlijnen. Nadien kunnen ze geïntegreerd worden in de algemene overzichtstekeningen (zie esadt.01).

82

Modulelijst 6. Betonontwerp Balken en kolommen esacd.01

µ esas.00

esacd.01.01 µ esas.00










Gewapend beton, balken en kolommen

C P E

84

Berekening van wapening met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonliggers en kolommen volgens de normcontrole. Berekening van de theoretisch benodigde langsen dwarswapening. De invoer van de betongegevens (dekking, wapening) en de normfactoren gebeurt in duidelijke dialogen. Op liggers kan een basiswapening worden toegepast; het programma berekent nadien de nodige supplementaire wapening. De kolomberekening kan worden uitgevoerd volgens de model-kolom methode, zodat een lineaire berekening volstaat. Als resultaat worden de herverdeelde momenten- en dwarskrachtlijn en de nodige wapening grafisch en numeriek weergegeven. Met de gedetailleerde controle, uitgevoerd op een bepaalde positie in de staaf, bekijkt u snel en op een grafische manier de detailresultaten van o.a. de optredende interne krachten, de rekken, de staalspanning en de details van het spannins-rek diagram. De optredende krachten kunnen handmatig gewijzigd worden om een snelle controle uit te voeren. Een scheurcontrole in gebruiksgrenstoestand wordt eveneens uitgevoerd.

Gewapend beton, balken en kolommen - EC 2

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonliggers en -kolommen volgens norm EN 1992-1-1

84

Gewapend beton, balken en kolommen - DIN 1045-1

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonliggers en -kolommen volgens norm DIN 1045-1.

Gewapend beton, balken en kolommen - NEN 6720

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonliggers en -kolommen volgens norm NEN 6720

86

Gewapend beton, balken en kolommen - ÖNORM B 4700

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonliggers en -kolommen volgens norm ÖNORM B 4700.

Gewapend beton, balken en kolommen - ACI-318

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonliggers en -kolommen volgens norm ACI-318.

Gewapend beton, balken en kolommen - BAEL

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonliggers en -kolommen volgens BAEL.

Gewapend beton, balken en kolommen - CSN

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonliggers en -kolommen volgens CSN.

Gewapend beton, balken en kolommen - SIA 262

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonliggers en -kolommen volgens SIA 262.

Gewapend beton, balken en kolommen - BS 8110

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonliggers en -kolommen volgens BS 8110.

Gewapend beton, balken en kolommen - STN

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonliggers en -kolommen volgens STN.

Brandwerendheid esacd.07.01 µ esas.00

Brandwerendheidscontrole - EC 2

P E

88

Controle van de brandwerendheid van balken, kolommen en kanaalplaten middels detailleringsregels en de vereenvoudigde rekenmethode volgens norm EN 1992-1-2.

Platen, wanden en schalen esacd.02


esacd.02.01 µ esas.00 µ esa.01


Gewapend beton, platen en wanden

C P E

90

Berekening van de wapening met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonplaten en wanden volgens EC2. Berekening van de theoretisch benodigde wapening. De invoer van de betongegevens (dekking, wapening) en de normfactoren gebeurt in duidelijke dialogen. Het programma berekent twee of drie wapeningslagen aan beide zijden van de plaat of wand. Als resultaat bekomt u de nodige theoretische wapening per laag (ook voor scheurcontrole) onder numerieke of grafische uitvoer (isolijnen, isobanden, snedes, …).

Gewapend beton, platen en wanden - EC2

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonplaten en -wanden volgens norm EN 1992-1-1.

90

Gewapend beton, platen en wanden - DIN 1045-1

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonplaten en -wanden volgens norm DIN 1045-1.

13

Modulelijst esacd.02.03 µ esas.00 µ esa.01


esacd.02.05




esacd.02.08


esacd.02.09 µ esas.00 esas.00


Gewapend beton, platen en wanden - NEN 6720

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonplaten en -wanden volgens norm NEN 6720.

92

Gewapend beton, platen en wanden - ÖNORM B 4700

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonplaten en -wanden volgens norm ÖNORM B 4700.

Gewapend beton, platen en wanden - ACI-318

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonplaten en -wanden volgens norm ACI 318.

Gewapend beton, platen en wanden - BAEL

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonplaten en -wanden volgens norm BAEL.

Gewapend beton, platen en wanden - CSN

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonplaten en -wanden volgens norm CSN.

Gewapend beton, platen en wanden - SIA 262

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonplaten en -wanden volgens norm SIA 262.

Gewapend beton, platen en wanden - BS 8110

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonplaten en -wanden volgens norm BS 8110.

Gewapend beton, platen en wanden - STN 456

Berekening van wapeningen met sectie- en scheurcontrole voor gewapende betonplaten en -wanden volgens norm STN 456.

Normafhankelijke betondoorbuiging esas.18

µ esas.00

esas.19

µ esas.18

Lange termijn vervormingen in staafconstructies volgens nationale codes

C P E

94

Berekening van totale, onmiddellijke en bijkomende vervormingen in raamwerken van gewapend beton, met berekening van de stijfheid op lange termijn volgens de nationale norm.

Vervormingen in plaatconstructies volgens nationale codes

C P E

95

Berekening van totale, onmiddellijke en bijkomende vervormingen in plaatconstructies van gewapend beton, met berekening van de stijfheid op lange termijn volgens de nationale norm.

Niet-lineaire materiaalanalyse voor betonconstructies esas.16

µ esas.01

Fysisch niet-lineair beton/metselwerk, raamwerken

Analyse van de herverdeling van interne krachten voor raamwerken in een algemene 3D-omgeving als gevolg van het niet-lineaire gedrag van (gewapende) beton- of metselwerkconstructies samen met niet-lineaire condities en geometrische niet-lineariteit.

96

Ponscontrole esacd.03.xx µ esas.00 µ esa.01

Ponscontrole in platen

C P E

97

Controleberekening voor het ponsen van kolommen en platen volgens de normcontrole. Verschillende geometrische configuraties (kolom op hoek, op de rand, midden) worden automatisch gedetecteerd en kunnen manueel aangepast worden. De gebruiker heeft de mogelijkheid gaten in de plaat en kolomkoppen te definiëren. Het programma bepaalt automatisch de benodigde kritische parameters en doet telkens een ponscontrole. Indien nodig wordt ook de extra ponswapening berekend en weergegeven. De uitvoer kan door de gebruiker geconfigureerd worden van een eenvoudige tot een zeer gedetailleerde berekeningsnota.

Invoer wapening esacdt.01

14

Praktische wapening in balken en kolommen

98 Praktische wapening in balken en kolommen. De gebruiker kan verschillende typen verankeringen definiëren voor beugels en langswapening, en de verankeringen controleren volgens specifieke codevereisten. De gebruiker kan ook automatische ontwerpstappen toepassen voor praktische wapeningen bij uiterste grenstoestand (UGT) van betonnen raamwerken (liggers en kolommen). Daarbij worden automatisch de nodige beugels en langswapeningen samen met de onderlinge afstand berekend. Met deze module kan de gebruiker een praktisch wapeningsschema voor betonnen raamwerken maken en de wapening in een tweede stadium gebruiken bij de vervormingscontrole. C P E S

Modulelijst esacdt.03 µ esa.01

Praktische wapening in platen en wanden

esa.17 Strengenpatronen µ esa.00

esa.20

µ esas.00

C P E S

100

Praktische wapening in 2D-elementen (platen en wanden). De gebruiker kan een wapeningsnet ontwerpen met twee of meer wapeningslagen. Deze wapening wordt gebruikt in de berekening van quasi fysische niet-lineaire vervormingen volgens de gebruikte nationale norm. M.b.v. deze module kan de gebruiker de vervormingen in het 2D-element reduceren al naargelang de actuele ligging van de wapening. E

101

Module voor de invoer van strengenpatronen, te gebruiken voor voorgespannen betonberekeningen. De gebruiker kiest moeiteloos strengenpatronen uit een (open) bibliotheek. In het ontwerpdialoogvenster beschikt de gebruiker over alle nodige tools om vlot strengenpatronen te modelleren met verschillende strengdiameters of draden. Elke draad of streng kan worden vastgemaakt, losgewerkt of opgehangen. Bij opgehangen strengen kan de gebruiker gemakkelijk het aantal strengen en de ophangafstand vastleggen. De gebruiker kan ook tot 10 verschillende loswerklengten definiëren. U kan meteen de invloed van het ontwerp nagaan op de geometrische eigenschappen van de voorgespannen doorsneden (neutrale as, zwaartepunt, 2de orde-moment). Elk strengenpatroon kan in een database worden opgeslagen en in latere berekeningen worden gebruikt.

Nagespannen interne en externe kabels

E

102

Invoer van nagespannen en externe kabels. Types van nagespannen kabels zijn kabels of strengen in gegroute kabelomhulling, externe (vrije) kabels, ongebonden kabels of strengen (benaderende analyse). Vanuit een bibliotheek met geometrische vormen (rechte en gebogen delen) kan de gebruiker kabels definiëren of uit een CAD-toepassing (DWG, DXF) importeren. Elke kabel kan bestaan uit een reeks strengen of een reeks subkabels (die samen een kabelgroep vormen). Voor elke kabel kan de gebruiker gegevens i.v.m. wrijvingsverliezen en de verankering vastleggen. de kabels kunnen vanaf het beginpunt worden gespannen en/of vanaf het eindpunt worden herspannen. Tijdens het ontwerp kan de gebruiker de resultaten wat betreft de wrijvingsverliezen zowel in de langs- als in de dwarsrichting controleren. Ook de rek op de kabel na en vóór verankering kan worden gecontroleerd.

Voorspanning / Nagerekte kabels esacd.04.01 µ esas.27 + µ esas.40

esacd.04.03 µ esas.27 + µ esas.40 of µ esas.38

esacd.04.07 µ esas.27 + µ esas.40 of µ esas.38


Voorspanningscontrole - EC 2

E

103

Controle- en capaciteitsberekening van voorgespannen liggers met UGT-belasting door een combinatie van buigmomenten en een axiale kracht. Toelaatbare spanningen (druk of trek) in beton en voorspanning in gebruiksgrenstoestand. Volgens normen EN 1992-1-1 en EN 1992-2.

Voorspanningscontrole - NEN 6720

Controle- en capaciteitsberekening van voorgespannen liggers met UGT-belasting door een combinatie van buigmomenten en een axiale kracht. Toelaatbare spanningen (druk of trek) in beton en voorspanning in gebruiksgrenstoestand.

105

Voorspanningscontrole - CSN 36207

Controle- en capaciteitsberekening van voorgespannen liggers met UGT-belasting door een combinatie van buigmomenten en een axiale kracht. Toelaatbare spanningen (druk of trek) in beton en voorspanning in gebruiksgrenstoestand.

Controle van kanaalplaten - EN 1168

Speciale controles op kanaalplaten: dwarskracht, splijten, combinatie van dwarskracht en torsie, steuncondities en ponsen volgens norm EN 1168. Detailleringsregels volgens de laatste versie van de EN-code. Deze module dient te worden gebruikt als aanvulling op normcontroles EN 1992-1-1 en 1992-1-2.”

106

Speciale controles esacd.11.01 µ esacd.02

Bollenplaatvloeren EC 107

De bollenplaatvloerenmodule laat de ingenieur toe om adequaat bollenplaatvloeren te modelleren, ontwerpen en controleren. De focus wordt ook gelegd op de optimalisatie van het ontwerpen tekenproces om het zo snel en efficiënt mogelijk te maken. Het is ook mogelijk de berekende wapening naar Allplan te sturen voor verdere detaillering.

15

Modulelijst 7. Ontwerp andere materialen Staal beton composiet esascd.01.01 Staal-beton ontwerp - EC 4 109 µ esas.00

Voor het ontwerpen van samengestelde staal-beton staven en platen in de eindfase (samengestelde fase - EN 1994) en tijdens de bouwfase (niet-samengestelde fase - EN1993). Met brandwerendheidsanalyse voor samengestelde staal-en-beton elementen.

esascd.01.09 Staal-beton ontwerp - BS 109 µ esas.00

Voor het ontwerpen van samengestelde staal-beton staven en elementen in de eindfase (samengestelde fase) en tijdens de bouwfase (niet-samengestelde fase) volgens BS 5950-3. Met brandwerendheidsanalyse voor samengestelde staal-en-beton elementen.

esascd.02.01 Staal-beton ontwerp - kolommen - EC 4 111 µ esas.00

Voor het ontwerpen van samengestelde kolommen uit staal en beton (EN 1994). Met brandwerendheidsanalyse voor samengestelde staal-en-beton elementen.

Hout esatd.01.01 µ esas.00

Houtspanningscontrole - EC5

Spannings- en stabiliteitscontrole van houtconstructies volgens EC5, inclusief gebruikscontrole bij kruip.

113

Aluminium esaad.01.01 µ esas.00

Ontwerp van aluminiumconstructies - EN1999-1-1 115

Ontwerp van aluminiumconstructies volgens norm EN1999-1-1, met ontwerp van dwarslasnaden, slankheid van het aluminium, lokale en boogimperfecties. De controle en optimalisatie kunnen gebeuren per staaf, per profielsectie of voor de gehele structuur. Door gebruik te maken van kleuren die overeenstemmen met bepaalde in te voeren percentages van de toelaatbare spanning, kan de gebruiker in één oogopslag zien waar de zwakke of overgedimensioneerde delen van de structuur zich bevinden. De uitvoer kan optioneel de verwijzing naar de gebruikte normformules bevatten.

8. Funderingsontwerp General esafd.01.01 µ esas.00

esafd.01.03 µ esas.00

esafd.02.01 µ esas.00

Funderingspalen EC

Funderingspalen zijn in Scia Engineer in het constructiemodel en de bodemprofielen geïntegreerd. De bodemprofielen worden gegenereerd vanuit de Cone Penetration Test (CPT)-gegevens. Met deze module is het mogelijk om ontwerp en controle van funderingspalen volgens NEN 9997-1:2009 (NEN-EN 1997-1, NEN-EN 1997-1/NB en NEN 9097-1) uit te voeren.

Funderingspalen NEN 117

Funderingspalen zijn in Scia Engineer in het constructiemodel en de bodemprofielen geïntegreerd. De bodemprofielen worden gegenereerd vanuit de Cone Penetration Test (CPT)-gegevens. Met deze module is het mogelijk om ontwerp en controle van funderingspalen volgens de NEN nationale code uit te voeren.

Funderingszolen EC 119

Funderingszolen EC: De module funderingszolen laat de gebruiker toe om een stabiliteitscontrole van funderingszolen volgens EC-EN 1997-1 uit te voeren.

9. Marktspecifieke toepassingen Algemeen esaod.00

Basismodule Scia Esa One Dialog

Basismodule voor elke Scia Esa One Dialog-installatie (of ODA), gebruikt voor het importeren en het uitvoeren van sjablonen.

Composiet constructies esamd.00

Mixbeam ODA

Stapsgewijs rekenmodel van bruggen met stalen en betonnen secties.

esamd.01.06 Mixbeam CGPC µ esasmd.01

16

Doorsnedecontrole, berekening lasgrootte en berekening connectoren volgens de Franse norm.

Modulelijst Steigerbouw esa.ver.scaf

Marktspecifieke Steigerbouw toepassing

Dit pakket bevat modules voor de modellering, berekening en het ontwerp van steigerconstructies.

esa.ver.scmod Modelleren van Steigers

Grafische modeller voor modulaire systeemsteigers en buis- en koppelingsteigers. In de grafische interface definieert de gebruiker de vorm van de constructie. Vervolgens wordt de steiger automatisch rond deze constructie geplaatst. Zowel de steiger als de constructie kunnen op globaal als op lokaal niveau aangepast worden. De toepassing genereert een volledig 3D-steigermodel. Dit model wordt vervolgens binnen Scia Engineer en Scia Scaffolding ingelezen als structuurmodel. Hier genereert de gebruiker een analysemodel (voor berekening en controle), een materiaallijst, overzichtstekeningen en alle nodige documenten. Ook de informatie over het te bouwen steigeroppervlak en -volume zijn beschikbaar.

Ontwerp pijpleidingen esa.15

µ esa.00

esas.31

µ esas.01

esas.39

µ esa.01


Pijpleidingen wizard

121

Pijpleidingen supports

121

Pijpleidingen - totale spanning op pijp - NEN

121

Modelleren van typische pijpleidingconstructies met behulp van een wizard (assistent). Inclusief specifieke uitbreidingen van het grondgedrag om de speciale verende ondersteuningen voor pijpleidingen te modelleren. Berekening van tangentiële spanningen voor pijpleidingen volgens NEN (ondergronds).

Pijpleidingen - axiale spanning op pijp - NEN

Berekening van axiale spanningen voor pijpleidingen volgens NEN (bovengronds).

Hoogspanningsmasten esa.16

µ esa.00

esas.33

µ esas.01


Speciale gebruikersblokken voor hoogspanningsmasten

Vlot modelleren van horizontale hoogspanningsmasten via een bibliotheek van blokken voor armen en masten.

Onderhoudslast en knikverkorterlast

Speciale toepassing voor hoogspanningsmasten.

Speciale controles voor hoogspanningsmasten volgens EN 50341-3-15

Controle op grensslankheid gebaseerd op geavanceerde slankheidsgegevens volgens EN 50341-3-15 (poot met symmetrische schoring, K-schoring, diagonaalverband, knikverkorter, …).

10. CAD (Allplan)-toepassingen Staal apesa.01

apesa.20

µ apesa.10

Allplan Staalontwerpsjablonen

Reeks sjablonen voor eenvoudig modelleerwerk op staalconstructies.

Upgrade apesa.10 naar Scia Engineer

Upgrade van Allplan Steel Modeller naar de volledige functionaliteit van Scia Engineer. Bevat apesa.10 + esas.00 + esas.01.

Beton apesa.02

Allplan Betonontwerpsjablonen

Reeks sjablonen voor eenvoudig modelleerwerk op gewapende betonconstructies.

Onderwijs versies esa.ST.01

Scia Engineer (Studenten)

esa.ST.02

Scia Engineer (Scholen)

esa.ST.03

Scia Engineer (Scholen) 20 licenties FlexLM. Volledige en onbeperkte versie met speciale commerciële voorwaarden voor het onderwijs.

esa.ST.04

Scia Engineer (Scholen) 50 licenties FlexLM. Volledige en onbeperkte versie met speciale commerciële voorwaarden voor het onderwijs.

esa.man

Geprinte versie van de handleidingen in één taal

17

Basismodeller

Modeller

Krachtige oplossing Scia Engineer is een geavanceerde Windowsgebaseerde toepassing voor het modelleren, de analyse en het ontwerp van algemene twee- en driedimensionale bouwconstructies die van staal, beton, hout, aluminium en/of andere materialen gemaakt zijn en balken en plaatelementen bevatten. Scia Engineer is een modulair systeem, wat betekent dat de toepassing op de specifieke behoeften van de gebruiker afgestemd kan worden. De globale prestaties, gebruiksvriendelijkheid en snelheid maken van dit systeem een krachtige tool voor zelfs de meest ingewikkelde taken en veeleisende gebruikers. Met de basismodeller, die het hart van het systeem vormt, worden de belangrijkste taken gestuurd: de installatie van het systeem, de grafische in- en uitvoer van de gegevens, het exporteren naar en importeren uit andere toepassingen, de bibliotheken met standaardmaterialen en doorsneden, sets voorgedefinieerde vormen, online-hulp, enz.

TrueAnalysis De meeste softwaresystemen voor analyse en ontwerp van constructies werken met wat een

Sterke punten ► Gebruiksvriendelijke grafische

gebruikersinterface.

► Rechte en gebogen staven, vlakke en

18

gebogen oppervlakken inclusief hun snijpunten en snijlijnen. ► Volledige controle van de weergavestijl inclusief perspectief, rendering, activiteit, kleurenbeheer, enz. ► Uitgebreide bibliotheek met voorgedefinieerde materialen, profielen en type-constructies. ► Onafhankelijk analyseen constructiemodel, waardoor zowel nauwkeurige resultaten als realistische, mooie afbeeldingen bekomen worden. ► Intelligente linken met Allplan, Revit®, Tekla® en ETABS®. ► IFC 2x3 gecertificeerd en compatibel. ► SDNF import / export.

esa.00 / esa.01 / esa.02 / esa.04

“analysemodel” genoemd wordt; zo’n model bevat juist voldoende informatie om de analyse (berekening) ervan uit te voeren. Een uniek kenmerk van Scia Engineer is dat de ingenieur zeer snel het verband kan bepalen tussen dit analysemodel en de werkelijke vorm van de constructie die in CAD-systemen gebruikt wordt (constructiemodel). Dit constructiemodel kan zelfs entiteiten bevatten die niet in het analysemodel inbegrepen zijn (bijv. dakplaten, vensters, enz.). De gebruiker bepaalt welk van beide modellen het hoofdmodel is; het andere wordt automatisch aangemaakt door Scia Engineer (zie Structure2Analysis). Doordat men in één project zowel over het analysemodel als over het constructiemodel kan beschikken, ontstaan talrijke voordelen: • Algemene overzichtstekeningen kunnen automatisch gegenereerd worden. Dit is nuttig voor interne communicatiedoeleinden of voor aanbestedingen, wanneer geen gedetailleerde tekeningen nodig zijn. Vanuit het 3D-model kunnen snel en accuraat 2D-tekeningen aangemaakt worden. • Het is de enige manier om een coherente communicatie met CAD-software en de integriteit van het Building Information Modelling (BIM) proces te waarborgen. • Gehele controle over de synchronisatie van wijzigingen afkomstig van architecten (die in CAD werken), ondersteunende engineering teams (die in Scia Engineer werken), enz.

Grafische gebruikersinterface De grafische gebruikersinterface is de “communicatieschakel” tussen de gebruiker en het systeem. Voornaamste kenmerken van de interface: • Het beeld van de constructie (d.w.z. de zoomverhouding, de kijkrichting) kan worden

•

•

•

• •

•

aangepast; het is mogelijk om meerdere grafische vensters tegelijk te openen wanneer dezelfde of verschillende onderdelen van de constructie weergegeven worden en wanneer dezelfde of verschillende zichtpunten en kijkrichtingen gebruikt worden. Alle toegankelijke functies worden overzichtelijk geordend in een standaardmenu en in een overzichtelijk boomstructuur, die de gebruiker door de verschillende stappen leiden. Niet-toegankelijke functies (omdat ze niet in de licentie inbegrepen zijn of omdat sommige voorafgaande stappen van het ontwerp nog niet voltooid zijn) worden verborgen om het menu zo eenvoudig mogelijk te houden; opleggingen en scharnieren bijvoorbeeld blijven verborgen tot men minimum één balk gedefinieerd heeft, massa’s zijn nutteloos zolang de dynamicafunctie uitgeschakeld is, enz. Alles wat men gedefinieerd heeft, kan op het scherm weergegeven worden, met inbegrip van scharnieren, wapeningen, staalverbindingen, verstijvingen, enz. wat een gemakkelijke controle van het werk mogelijk maakt. De opgebouwde constructie kan makkelijk opnieuw bekeken worden tijdens elke fase van het bouwproces. Door de krachtige, vertrouwde MS Windows omgeving – XP, Vista en Windows 7 – kunnen alle standaard randapparaten en toestellen (plotters, printers, verbeterde videokaarten, enz.) gebruikt worden. De nadruk ligt op interactief grafisch werk met een CAD-visie, zodat de gebruiker zijn constructie werkelijk kan “uittekenen” op de computer door middel van slepen en neerzetten, bewegende beelden, rasters en andere geïntegreerde grafische tools. Indien nodig is ook de gedetailleerde numerieke invoer van individuele Inbegrepen in C P E S

Vereiste module: esa.08.

Basismodeller

waarden of controles mogelijk (coördinaten van knopen of wapeningschema’s bijvoorbeeld). • Hoewel het merendeel van CAE-toepassingen grafisch weergegeven worden, is het soms nuttig om in bepaalde situaties een ‘traditionele’ numerieke invoer van waarden te doen. Scia Engineer introduceert een nieuwe gëintegreerde Tabeleditor - een spreadsheet voor het invoeren en editeren van modelgegevens, inclusief Knippen+Plakken van/naar MS Excel. Perspectief

Bewegende beelden / Animatie De constructie wordt standaard als een lijnmodel getekend. Men kan echter ook instellen dat oppervlakken van de afzonderlijke elementen door oppervlaktelijnen weergegeven worden. Voor presentaties is evenwel een nog aantrekkelijkere weergave beschikbaar; zo kan men verscheidene manieren van rendering selecteren om nog meer kracht te geven aan tekeningen. De resultaten van berekeningen van vervormingen, dynamische respons enz. kunnen gemakkelijk voorgesteld worden door middel van animaties, zodat men een betere kijk krijgt op het gedrag van de constructie.

modelleerruimte geplaatst kan worden, (ii) dat rond de globale assen geroteerd kan worden (iii) en waarvan alle afmetingen aangepast kunnen worden. Alleen het gedeelte van de constructie dat in de doos gelegen is, wordt werkelijk weergegeven. De rest blijft verborgen. Activiteit Naast de KnipDoos is ook de Activiteitstool een grote troef bij het ontwerp van grote en ingewikkelde constructies. De gebruiker kan individuele elementen voor een bepaalde taak selecteren en ze “actief” maken. Alle overige elementen van de constructie worden dan “inactief” gemaakt en tijdelijk verborgen.

Modeller

De mogelijkheid om de constructie in perspectief weer te geven, is een zeer nuttige tool tijdens presentaties aan klanten. Meerdere perspectiefopties zijn beschikbaar.

gedefinieerd als willekeurige drie- of vierhoeken. De vorm van de randen bepaalt dan de vorm van het eindoppervlak. Eens een gebogen oppervlak ingevoerd is, kan het bewerkt worden met behulp van standaardfuncties voor geometrische bewerkingen. Ook de randen kunnen bewerkt worden en indien nodig kan ook hun vorm aangepast worden, van bijv een Bezier-kromme naar een lijn, of omgekeerd. Intersecties van oppervlakken

Het ‘Eigenschappenvenster’ is een uniek kenmerk van Scia Engineer. Telkens wanneer men een entiteit (staaf, ondersteuning, scharnier, last, enz.) selecteert, worden de eigenschappen ervan in het ‘Eigenschappenvenster’ getoond. Deze eigenschappen kunnen opnieuw bekeken of bewerkt worden (door bijv. een andere doorsnede aan de balk toe te kennen, of coördinaten van een knoop te wijzigen, of de diameter van een wapeningsstaaf aan te passen enz.). Als een eigenschap aangepast wordt in het ‘Eigenschappenvenster’, wordt de wijziging onmiddellijk weergegeven in het grafische venster. Via intelligente filters kunnen meerdere eigenschappen van meerdere elementen tegelijk aangepast worden.

De gebruiker kan met behulp van de gebruiksvriendelijke grafische interface en de hieronder beschreven tool gemakkelijk gegevens invoeren. De constructie kan worden opgebouwd met staafelementen (esa.00) en plaatelementen (esa.01). Staven kunnen ook openingen, scharnieren en door de gebruiker gedefinieerde willekeurige profielen omvatten. Op plaatelementen kan een constante of variabele dikte gedefinieerd worden. Platen kunnen ook met ribben uitgerust worden. Bovendien kunnen openingen en deelgebieden in de platen aangegeven worden. Deelgebieden zijn plaatselijke afwijkingen (dikte, materiaaltype…) die ergens in de plaat ingevoerd kunnen worden. Staven ook wel 1D-elementen genoemd. Plaatelementen zijn dan 2D-elementen.

Wanneer twee oppervlakken (platen, schalen, plaat en schaal, enz.) elkaar snijden, kan Scia Engineer de intersectie van dergelijke oppervlakken genereren. Voor een plaat en wand bijvoorbeeld, is de intersectie gelijk aan een lijn. Voor een cilinder en halve bol is de intersectie gelijk aan een kromme. Deze intersecties zijn belangrijk voor de generatie van het eindige elementen net, en bijgevolg ook voor de goede onderlinge verbinding van de elementen, zodat interne krachten van het ene element op het andere overgedragen kunnen worden. Deze intersecties kunnen zowel automatisch als handmatig gegenereerd worden. In dit laatste geval moet de gebruiker de functie activeren en opgeven welke specifieke oppervlakken (elementen) en intersecties met elkaar verbonden moeten worden.

Knipdoos

Gebogen oppervlakken (esa.02)

Uitsnijdingen van 2D-elementen (esa.04)

In grote modellen kan de permanente weergave van de volledige constructie tot verwarring of onduidelijkheid leiden. Dit kan men gemakkelijk vermijden door gebruik te maken van de ‘Knipdoos’. De ‘Knipdoos’ is in feite een rechthoekig prisma, (i) dat gelijk waar in de

Niet alleen vlakke maar ook gebogen oppervlakken (schalen) kunnen in het model ingevoerd worden. De constructie kan bijv. ook cilinders, kegels, hyperboloïden, spiralen en andere eenvoudige of ingewikkelde vormen bevatten. Wiskundig bekeken worden al deze oppervlakken

Deze module van Scia Engineer biedt extra mogelijkheden voor de generatie van intersecties van 2D-elementen (plaat- en schaalelementen). Soms is het voldoende dat de intersectie (de intersectielijn of -kromme) gegenereerd wordt, zodat de elementen elkaar “kennen” en als één

Eigenschappenvenster

Geometrie invoeren

esa.00 / esa.01 / esa.02 / esa.04

19

Modeller

Basismodeller

geheel werken. Dat is bijvoorbeeld het geval als de gebruiker een plaat en een wand met elkaar moet verbinden. Het is echter ook mogelijk dat er meer nodig is dan een eenvoudige berekening van de intersectiekromme, zoals voor oppervlakken met speciale krommingen. Gewoonlijk moet in dat geval een gedeelte van de constructie aan één kant van de intersectie verwijderd worden, en wordt alleen het andere gedeelte behouden. Laat ons uitgaan van twee tunnels in de vorm van halve cilinders die elkaar haaks snijden. Eerst voert de gebruiker de eerste halve cilinder in, dan de tweede en zo wordt de intersectie gegenereerd. De gebruiker moet echter ook een toegang van de ene naar de andere tunnel voorzien. Hiertoe kunnen uitsnijdingen gebruikt worden. De gegenereerde intersecties delen de oorspronkelijke elementen (halve cilinders) in verschillende delen op (vóór en achter de intersectie). De functie ‘Uitsnijdingen’ verwijdert nu de onnodige delen uit het model. Doorsneden

20

In Scia Engineer beschikt u over een uitgebreide en geïntegreerde bibliotheek met verschillende types doorsneden: • Standaard staalprofielen. Deze bibliotheek bevat alle standaard Europese, Britse, Amerikaanse en Aziatische gewalste doorsneden en de meest voorkomende koudgevormde doorsneden. Ook doorsnedekarakteristieken die niet in de bibliotheek bewaard zijn, worden automatisch berekend. • Staaldoorsneden opgebouwd uit meerdere staalprofielen en/of platen • Staaldoorsneden met variabel verlopende inertie • Gemengde staal-beton doorsneden (stalen profiel en betonplaat) • Betonnen doorsneden • Houten doorsneden • Prefab doorsneden • Brugdoorsneden • Algemene doorsneden: invoer van doorsneden met een willekeurige vorm, die eventueel

esa.00 / esa.01 / esa.02 / esa.04

uit verschillende materialen bestaan. In een praktische grafische interface kan de gebruiker de volgende doorsneden instellen: polygonen al of niet met één of meer gaten, dunwandige doorsneden, een samenstelling van de beschikbare doorsneden uit de bibliotheek, doorsneden geïmporteerd in DXF- of DWG-formaat. Deze functionaliteiten zitten vervat in module esa.07 • Enz. Materialen Naast een databank met doorsneden bevat het systeem ook een databank met materialen. Deze databank bevat een groot aantal standaardmaterialen afkomstig uit normen die van toepassing zijn op het ontwerp van staal, beton, hout, aluminium enz. De databank kan door de gebruiker zelf gewijzigd en uitgebreid worden; dat stelt hem in staat om de bibliotheek aan zijn specifieke behoeften en eisen aan te passen. Catalogusblokken Niettegenstaande ingenieurs vaak veeleisend en creatief werk moeten uitvoeren, worden ze ook met repetitieve taken geconfronteerd. Sommige soorten constructies of althans bepaalde delen ervan zijn (min of meer) altijd gelijk als ze in een project gebruikt worden. Daarom stelt Scia Engineer een gespecialiseerde bibliotheek met talrijke eenvoudige standaardconstructies of –vormen ter beschikking: vakwerkliggers, masten, raamwerken, gekromde elementen, cilinders, kegels enz. De gebruiker kan zijn eigen blokken definiëren of de standaardblokken in de bibliotheek aanpassen. Via deze methode kan de gebruiker projecten opbouwen met behulp van voorgedefinieerde blokken.

Interoperabiliteit Een succesvolle en snelle verwezenlijking van een bouwproject is afhankelijk van een doeltreffende samenwerking tussen alle betrokken

partijen: architecten, bouwingenieurs, ontwerpspecialisten en faciliteitenmanagers. Dankzij TrueAnalysis kan Scia Engineer zowel met constructiemodellen (CAD) als met analysemodellen (berekenen) werken. Er kunnen verschillende bestandsformaten geïmporteerd en geëxporteerd worden, waaronder IFC, DXF, DWG, EPW, DStV, VRML, enz. De beschikbare constructie-elementen worden geïmporteerd. Indien dit niet het geval is, beschikt Scia Engineer over verschillende basistools voor de conversie van algemene vormen naar het analysemodel. Geavanceerde tools die BIM ondersteunen, zijn in de BIM-toolbox voorzien (esa.26). Andere bidirectionele koppelingen zijn afzonderlijk beschikbaar (bijv. link met Allplan, Revit®, Tekla®, ETABS®, …). Last but not least wordt het algemene uitwisselingsformaat XML ondersteund. Daardoor zijn de importeer-, exporteer- en ontwerpmogelijkheden van Scia Engineer nog groter.

Tools Eenheden Er is een uitgebreide keuze aan eenheden in het programma, en de eenheden voor individuele eigenschappen zijn onafhankelijk van elkaar. Daardoor is het bijvoorbeeld mogelijk om geometrische kenmerken in meter op te geven, berekende verplaatsingen in inches weer te geven en dimensielijnen van verbindingstekeningen in millimeter uit te drukken. Alle eenheden kunnen op ieder ogenblik en in gelijk welke fase van het project gewijzigd worden. Voor de Amerikaanse markt is een gemakkelijk systeem voorzien voor de omschakeling tussen eenheden van het Imperiale Stelsel en het SI-stelsel. Gebruikerscoördinatensysteem (UCS) Wat voor eenvoudige 2D-constructies misschien onnodig lijkt, kan voor ingewikkelde constructies een belangrijke factor zijn. De gebruiker kan zijn coördinatenstelsel naar gelijk welk punt in

Basismodeller

Modeller

het modelleergebied verplaatsen en het in gelijk welke richting draaien. Bovendien kan hij zoveel hulpcoördinatensystemen als nodig aanmaken. De coördinaten van alle punten in de constructie worden dan opgemeten op basis van het geselecteerde gebruikerscoördinatensysteem. Rasters (Grids) Rasters zijn bijzonder handig voor de correcte invoer van nieuwe knopen, balken en platen. De gebruiker kan bij de cursor aanpikinstellingen bepalen welke punten gebruikt zullen worden tijdens de invoer, zodat een geselecteerd punt in het dichtstbijzijnde raster of een ander gedefinieerd punt ingesteld wordt: Puntraster Het puntraster is het basistype. Het wordt in het werkvlak van de gebruiker geplaatst. Lijnraster Bij 3D-modellering van constructies is het zeer gebruikelijk dat men een bepaalde regelmaat in de geometrie van de constructie nastreeft. Omdat u dit patroon vooraf kunt definiëren, kunt u veel tijd winnen eens u met de modellering van de constructie begint. In Scia Engineer kan dit patroon ingesteld worden via de tools ‘lijnraster’ en ‘3D-raster’. De gebruiker stelt één of meer rasters in, waarvan de snijpunten makkelijk aangepikt kunnen worden en als begin- of eindknopen van constructie-elementen gebruikt kunnen worden. Op die manier kan men gemakkelijk de geometrie definiëren. Bovendien toont het lijnraster de gewenste dimensies die van nut kunnen zijn in de constructie. De volgende rastertypes zijn beschikbaar: • Cartesisch raster • Schuin raster (schuin Cartesisch raster) • Sferisch raster • Cilindrisch raster Enkele kenmerken van 3D-rasters: • In één project kunnen meerdere rasters ingesteld worden. • Elk raster kan inof uitgeschakeld worden (zichtbaar/actief gemaakt of verborgen

worden). • De individuele lagen van elk raster kunnen inof uitgeschakeld worden. • Elke laag van alle rasters is van een begeleidende, duidelijke beschrijving voorzien. • Indien nodig kunt u ook met een raster met één vlak (niet driedimensionaal) werken.

Afdrukken Afbeeldingengalerij Alle interessante, belangrijke en nodige afbeeldingen kunnen in een ‘Afbeeldingengalerij’ opgeslagen worden. Indien nodig kunnen ze zelfs bewerkt worden in deze galerij; u kunt er dimensielijnen aan toevoegen, handgemaakte tekeningen of commentaar bijvoegen en zelfs delen van de tekening bewerken (draaien, verplaatsen, enz.). De afbeeldingen worden bovendien automatisch geregenereerd zodra een wijziging in de gemodelleerde constructie aangebracht is. De afbeeldingen in deze galerij kunnen naar het document in Scia Engineer geëxporteerd worden. Exporteren > bmp, emf, wmf, dxf, dwg De afbeeldingen in de ‘Afbeeldingengalerij’ (alsook gelijk welk beeld in het grafische venster) kunnen uit Scia Engineer geëxporteerd worden en in verschillende courante grafische formaten opgeslagen worden: BMP (Windows Bitmap), EMF (Extended Metafile), WMF (Windows Metafile), DXF en DWG (die u nadien bijv. in AutoCAD kan importeren).

Document (rekennota) Zowel de invoergegevens als de resultaten kunnen overzichtelijk samengevat worden in een document. Het document kan een combinatie van tabellen, tekeningen en toegevoegde teksten van de gebruiker bevatten. De lay-out van het document kan aan de stijl van de gebruiker aangepast worden. Als de gemodelleerde constructie gewijzigd moet worden en een nieuwe berekening noodzakelijk is, wordt het document automatisch geregenereerd (in combinatie met de productiviteitstoolbox – zie module esa.06). Met de ChapterMaker kunt u snel hoofdstukken, gegevens of afbeeldingen aanmaken voor verschillende belastinggevallen en -combinaties of bouwfasen. Exporteren > rtf, html, txt, xls, pdf Eens aangemaakt en gepersonnaliseerd, kan het document geëxporteerd worden naar een courant formaat, zodat het tevens gelezen kan worden door personen die niet over Scia Engineer beschikken. De ondersteunde formaten zijn o.a. RTF (om het document bijv. in MS Word te bekijken), HTML (voor bijv. Internet Explorer), PDF 2D en 3D (Acrobat Reader), XLS (MS Excel) en TXT (geschikt voor bijna alle tekstverwerkingsprogramma’s, inclusief Windows Notepad).

21 esa.00 / esa.01 / esa.02 / esa.04

Modeller

Productiviteitstoolbox

Sterke punten ► Sjablonen (of templates) voor terugkerende

22

projecten met kleine wijzigingen. Omvat eveneens het rekendocument. ► Autodesign voor optimalisatie van funderingszolen, stalen en houten constructies, resulterend in het meest economische ontwerp. ► Actief document waardoor datgene wat in het model gewijzigd wordt, meteen en automatisch bijgewerkt wordt in deze rekennota. Eveneens in de andere richting toepasbaar: datgene wat in het document gewijzigd wordt (waarde belasting, knoopcoördinaten enz.), wordt automatisch bijgewerkt in het model. ► Geavanceerde tools voor de aanmaak van grafische documentatie. ► Mogelijkheid om rapportages (document) naar 3D-PDF bestanden te exporteren. ► Snelle invoer van geribde/geprefabriceerde platen. ► Eenvoudige manier voor het bewerken van een 3D-model in 2D, koppeling tussen 3Den 2D-zichten. ► Verdiepingen: mooi geordende tekeningen van verdiepingen; tool voor de aanmaak van planzichten. ► Nieuwe lijnrasters: snelle invoer van punten in 2D/3D; en verbeterde tekeningen. ► Dimensionering in zowel 3D- als 2D-modelzichten. ► Door de gebruiker gedefinieerde attributen om verliezen van informatie tijdens BIM-processen tot een minimum te herleiden. ► Externe controles (Excel-link): integratie van door de gebruiker gedefinieerde controles binnen Scia Engineer.

esa.06

De Productiviteitstoolbox omvat een reeks van krachtige tools, die de productiviteit van uw werk aanzienlijk zullen verhogen. Deze productiviteit verhogende tools dragen bij tot een sneller en efficiënter gebruik van Scia Engineer en doen dat o.a. voor onderstaande processen.

functie levert een zeer krachtig instrument op om geparametriseerde projectsjablonen aan te maken waarin niet enkel materialen, doorsneden enz. vastgelegd worden, maar waarin ook geparametriseerde geometrische gegevens (bijv. afmetingen), belastingen enz. opgenomen kunnen worden.

Projectsjabloon

Autodesign

Projectbestanden kunnen als projectsjabloon bewaard worden. Deze bieden talrijke voordelen, waarvan de implementatie van bedrijfsspecifieke standaardmethodes ongetwijfeld de voornaamste is. U bereikt een aanzienlijk hogere productiviteit door het werken met sjablonen waarin standaardmaterialen, standaarddoorsneden, standaard belastingsgevallen, standaardcombinaties en zelfs een standaarddocument zijn vastgelegd. De gebruiker kan om het even welke normale invoergegevens uit Scia Engineer aan het sjabloonbestand toevoegen. Bovendien kan men een willekeurig aantal sjablonen definiëren, bijv. afhankelijk van het type berekening (staal, beton, staven, platen, …). Een nieuw project kan dan opgestart worden aan de hand van één van deze sjablonen; items (materialen, doorsneden, lasten enz.) die reeds in het projectsjabloon aanwezig zijn, hoeven op deze manier niet opnieuw gedefinieerd te worden, wat in aanzienlijke tijdswinst resulteert.

Scia Engineer laat toe de gehele constructie of een deel ervan te optimaliseren. Deze optimalisatie is mogelijk voor stalen en houten staafelementen. Optimalisatie kan gebeuren voor o.a.: • Standaard normcontrole van staal (spanningen en stabiliteit); • Brandwerendheidscontrole van staal; • Normcontrole van hout; • Controle van geboute diagonalen; • Funderingsblokken.

De implementatie van deze bedrijfsspecifieke processen leidt tot een eenvormige werkwijze binnen het bedrijf. Deze werkwijze biedt u o.a. de zekerheid dat alle projectbestanden die van hetzelfde sjabloon afgeleid zijn, dezelfde interne structuur hebben (bijv. dezelfde lay-out van het document). Het combineren van de parametermodule (zie esa.11) met deze projectsjabloon-

Bovendien is het mogelijk om meerdere van deze optimalisatieen uit te voeren en vervolgens de resultaten met elkaar te vergelijken. Het is steeds de grootte van de doorsnede, het funderingsblok of die van de bouten die geoptimaliseerd wordt. De werkwijze bestaat erin een selectie van de doorsneden, funderingen of geboute diagonaalverbindingen te maken die u wenst te optimaliseren. Voor complexe constructies is het ook mogelijk om verschillende optimalisatiesets te definiëren, bijvoorbeeld één voor alle kolommen, één voor alle liggers, enz. De gebruiker kan dan achteraf kiezen welke set hij wenst toe te passen. Tevens is het mogelijk om het aantal iteraties aan te geven dat het programma maximaal mag doorlopen tot de optimale waarde gevonden wordt. Tenslotte kan de gebruiker aan Scia Engineer de opdracht geven om de berekening meermaals achter elkaar uit te voeren. Inbegrepen in C P E S



Modeller

Voor meer informatie over Autodesign is de volgende white paper beschikbaar op onze website www.scia-online.com: “Optimaal ontwerp van structuren - Autodesign en Parametrische optimalisatie doorbraak-technologie in Scia Engineer 2008”.

Wind-/sneeuwbelastingen en voorgedefinieerde belastingen Wind en sneeuw zijn belangrijke factoren bij de analyse van een constructie. Scia Engineer vereenvoudigt de bepaling van deze belastingen aanzienlijk door de implementatie van sneeuwen winddrukcurven. U maakt en bewaart deze curven éénmalig in een open database voor later gebruik, en geeft de waarden in overeenkomstig de voorschriften (normen) volgens dewelke u ze wenst toe te passen op de constructie. In vele gevallen wordt de belasting op bepaalde constructiedelen afgeleid uit de samenstelling van een aantal constructielagen. Een typisch voorbeeld is het gewicht van een vloer. Scia Engineer stelt een eenvoudige editor ter beschikking voor dergelijke samenstellingen, die “voorgedefinieerde belastingen” genoemd worden. Een voorgedefinieerde belasting wordt bepaald door een set afzonderlijke lagen, waarvan elke laag een specifieke dikte en dichtheid heeft. Scia Engineer berekent dan automatisch het eindgewicht en past het toe op het geselecteerde gedeelte van de constructie.

Actief document Het document is één van de belangrijkste onderdelen van Scia Engineer. Het stelt u in staat om persoonlijke en professionele rapportages

op te stellen van de uitgevoerde berekening. Het document kan o.a. het volgende bevatten: • Invoergegevens; • Uw bedrijfslogo; • Resultaten van berekeningen; • Controleberekeningen volgens de normen (bijv. staal, beton, …) met gedetailleerde uitvoer; • Constructietekeningen; • Grafische weergave van de resultaten; • Zelf gedefinieerde tekst; • Externe afbeeldingen; • Kopteksten; • Voetteksten; • Inhoudsopgave. Het belangrijkste kenmerk van het actieve document is dat het rekenmodel één op één gekoppeld is met deze rapportage Op deze manier worden eventuele wijzigingen aan de constructie gemakkelijk in het document aangepast via een automatische update. Het is eveneens mogelijk om binnen de tabellen van het document aanpassingen te doen (net zoals bijv. in MS Excel); het rekenmodel zal aansluitend automatisch aangepast worden. Dit kan bijv. gebeuren met de knoopcoördinaten; na aanpassen in de overeenkomstige tabel van het document, wordt de constructie aangepast en opnieuw doorgerekend. Idem bij bijv. aanpassen van de waarden van de lasten. Het document kan nadien samen met het project opgeslagen of naar een extern bestand geëxporteerd worden. Dat zijn o.a. TXT, RTF, HTML, XLS of PDF. Scia Engineer ondersteunt tevens het 3D-PDF-formaat. In dit uitvoerformaat kan de gebruiker de afbeeldingen vergroten/verkleinen, verschuiven en roteren zoals in de standaard

Scia Engineer omgeving, en dit zonder dat een externe interface nodig is. Het programma Acrobat Reader kan gratis gedownload worden via www. adobe.com

Documentsjablonen Naar analogie van standaard projectsjablonen (zie hoger) kan de gebruiker het document baseren op een sjabloon. Hierdoor kunt u eerder opgemaakte documenten hergebruiken voor nieuwe projecten. De gebruiker kan één of meerdere documentsjablonen vooraf aanmaken. Dit sjabloon dient dan als model voor de automatische opvulling van het uitvoerrapport voor het betreffende project. Scia Engineer leest het sjabloon in, neemt de ingevoegde secties één voor één over en vult ze op met de up-to-date gegevens van het actuele project. Vooral ingenieurs die slechts met een beperkt aantal type constructies te maken krijgen, zullen opgetogen zijn met deze functie, vermits ze het document (of enkele specifieke documenten) slechts één keer dienen aan te maken. Later is het dan voldoende één van de voorgedefinieerde sjablonen te selecteren en automatisch up te daten.

Intelligente afbeeldingengalerij intelligente link tussen 3D-model en 2D-afbeelding Scia Engineer bevat een geavanceerde tool voor de opgeslagen afbeeldingen. Deze worden bewaard samen met de gekoppelde informatie over de manier waarop ze aangemaakt zijn, en welk deel van de geanalyseerde constructie ze voorstellen. Daardoor wordt de afbeelding automatisch gehergenereerd zodra de constructie

esa.06

23

Modeller


gewijzigd wordt, en dit volledig met behoud van de vooraf ingestelde beeldparameters. Hetzelfde geldt voor wijzigingen van belastingen, opleggingen, scharnieren, resultaten en elk ander element van het model. Indien u dat wenst, kan u deze afbeeldingen verder bewerken in een grafische editor die uitgerust is met standaard grafische functies zoals het tekenen van lijnen, toevoegen van dimensielijnen en teksten, object verplaatsen, object kopiëren enz. Vervolgens kunnen de afbeeldingen geëxporteerd worden in de meest courante bestandsformaten, zoals BMP, VRML, DWG en DXF. Geribde plaat Met deze functie kan de gebruiker snel een plaat met meerdere verstijvingsribben genereren. In de berekening wordt deze entiteit als een echte geribde plaat beschouwd. Prefabplaat Het betreft hier een speciaal type plaat waarvan het gebruik optimaal tot zijn recht komt in combinatie met de functie “omzetten van 2D-element naar 1D-element”. De onderliggende werkwijze komt erop neer een volledige vloer (die is opgebouwd uit meerdere prefab-elementen, zoals kanaalplaten) niet in detail te modelleren door elk van de samenstellende elementen in te voeren. Als alternatief wordt er gekozen voor een “vervangplaat” met dezelfde eigenschappen als die van de geprefabriceerde elementen. Voor de algemene berekening en lastenspreiding wordt deze vervangplaat in rekening gebracht. Nadien wordt - voor de detailanalyse - deze plaat terug omgezet naar individuele elementen met hun eigen specifieke interne krachten waarop de specifieke controles worden uitgevoerd.

2D-modelzichten

24

2D-modelzichten geven het 3D-model van de constructie op dezelfde manier weer als een klassiek standaard 3D-aanzicht. Een 2D-modelzicht wordt bepaald door het vastleggen van de doorsneden in het 3D-zicht van de constructie. De gebruiker kan verticale

esa.06

doorsneden, aanzichten (bijv. vooraanzicht, bovenaanzicht) en willekeurige doorsneden definiëren. U beschikt over meerdere praktische tools om dit 2D-zicht zo snel en eenvoudig mogelijk te definiëren. Het 2D-modelzicht heeft een vaste kijkrichting (loodrecht op het doorsnedenvlak) en een vast werkvlak. Wanneer de gebruiker een nieuw 2D-modelzicht activeert, wordt de ‘Knipdoos’ ingeschakeld en wordt de diepte ervan ingesteld op de begrenzende vlakken voor- en achteraan de snede. Alle bewerkingsfuncties toepasbaar op het 3D-zicht zijn uiteraard ook in het 2D-zicht beschikbaar.

Verdiepingen (of Niveaus) en Geavanceerd 3D-raster Scia Engineer bevat deze geavanceerde tools voor een eenvoudige invoer van het constructiemodel. Beide zijn bovendien standaardobjecten met specifieke eigenschappen, zodat ze via het eigenschappenvenster gewijzigd kunnen worden. U beschikt over 3 types 2D-lijnrasters: • Vrije lijnen zijn rasterentiteiten die handmatig aangemaakt worden (enkel rechte lijnen) en als algemene rasters herkend worden. Dit is een snelle manier om rasterlijnen aan te maken die van gewone rasterlijnen afwijken of die moeilijk gedefinieerd kunnen worden via rechthoekige of cirkelvormige rasters (zie verder). De invoer ervan gebeurt via coördinaten, aanduiden van bestaande knopen, of intersecties van bestaande rasterlijnen. • Rechthoekige rasters: invoer van de tussenafstanden in X en Y richting (al dan niet repetitief) en hun eigenschappen. • Cirkelvormige rasters: invoer van de tussenafstanden in X (al dan niet repetitief) en de hoeken waarover de rasterlijnen worden gedraaid. Rechthoekige en cirkelvormige rasters kunnen

nadien in vrije lijnen geëxplodeerd worden, die dan op hun beurt gewijzigd kunnen worden. Als een raster geëxplodeerd wordt, wordt de koppeling tussen de dimensielijnen en de vrije rasterlijnen verbroken. Dit is een snelle manier om een willekeurig complex raster aan te maken. Het uiteindelijke 2D-lijnraster kan uit een samenstelling van verscheidene rasters van verschillende types bestaan. Op die manier kan de gebruiker een vlak raster met nagenoeg alle vormen aanmaken. Een Verdieping bepaalt de hoogte van de verschillende vloeren of niveaus in het gebouw. Verdiepingen worden weergegeven door middel van automatische verticale dimensielijnen in het 3D-beeld. De 2D-lijnrasters creëren in combinatie met verdiepingen een virtueel 3D-raster. Het 2D-raster kan op iedere verdieping geprojecteerd worden, zodat de gebruiker over evenveel aanpikpunten beschikt als met een 3D-lijnraster. De meerwaarde van lijnrasters en verdiepingen is dat ze gebruikt kunnen worden om automatisch doorsneden en planzichten te genereren (zie module esadt.01).

Dimensielijnen In Scia Engineer kunnen zowel in 3D-modelzichten als in 2D-modelzichten dimensielijnen aangebracht worden. Dimensielijnen worden beheerd via dimensiestijlen, die een flexibele instelling van de weergave mogelijk maken. De voornaamste kenmerken van dimensielijnen zijn: • Met dimensielijnen kunt u gemakkelijk wijzigingen uitvoeren in de lay-out. • Lagen voor dimensielijnen worden eveneens bepaald in de Dimensiestijl. • De instelling van het label van de dimensielijn kan handmatig gebeuren door de gebruiker, of automatisch overeenkomstig de instellingen in


de Dimensiestijl. • Bewerking van eindmarkeringen. • Nieuwe opties voor de positionering van de labels. • Ook de verticale positie van het label kan ingesteld worden (boven / uitgelijnd / onder).

Gebruikersattributen

Attributen kunnen ook gebruikt worden om aanvullende gegevens toe te voegen door middel van kleuren, afwerking van de oppervlakte enz. De gebruiker kan voor elk nieuw attribuut een lijst van geldige gegevens (bijv. een lijst met beschikbare kleuren of afwerkingtypes) of een reeks geldige waarden vastleggen.

Na het definiëren van door de gebruiker gedefinieerde Additionele gegevens, moeten deze worden ingevoerd in staven/ knopen. Deze additionele gegevens kunnen ook worden opgeslagen in een database.

Modeller

Attributen zijn een functionaliteit om op gebruiksvriendelijke wijze extra gegevens rechtstreeks te koppelen aan een element van de constructie. De gebruiker kan zelf attributen aanmaken om bepaalde eigenschappen van elementen te benadrukken (zowel staven als platen). Scia Engineer maakt geen onderscheid tussen hard gecodeerde (door het programma toegekende) eigenschappen en door de gebruiker toegevoegde attributen; beide kunnen in elke fase van het programma, evenals in import en export gebruikt worden. Gebruikersattributen kunnen bijvoorbeeld in ‘Externe controles’ gebruikt worden (zie verder).

In de eerste stap worden door de gebruiker gedefinieerde Additionele gegevens gemaakt. Bovendien wordt op dat moment een verwijzing naar het Excel-bestand gecreëerd.

Er is een nieuwe service beschikbaar in de menustructuur van Scia Engineer: Aangepaste controle.

De volgende stap bestaat uit het uitvoeren van de Aangepaste controle na een berekening in Scia Engineer.

Externe controle Binnen Scia Engineer beschikt u over talrijke geavanceerde controles voor staafelementen: Ontwerp Betonwapening, Staalcontrole, Ontwerp Aluminium, Controles Staalverbindingen enz. In sommige gevallen wenst men echter speciale controles uit te voeren die niet in Scia Engineer beschikbaar zijn. De oplossing voor dergelijke controles zit in de functie ‘Externe Applicatie Controles voor Excel’: met deze toepassing kan de gebruiker zijn eigen controles vastleggen en deze aan zijn eigen Excel-sheets koppelen. Tijdens deze controle worden de invoergegevens vanuit Scia Engineer (bijv. interne krachten, staafgegevens, belastingen, afmetingen, enz.) naar Excel doorgestuurd, daar berekend en de resultaten van de Excel-sheet worden teruggekoppeld. In Scia Engineer worden de resultaten ervan weergegeven binnen de bestaande standaarden (tabellen, grafische weergave), in het afdrukvenster of in het rekendocument. Het is zelfs mogelijk om in het Scia Engineer document een afdruk van het geselecteerde gebied uit het Excel-werkblad op te nemen!

Door middel van een tabelsamensteller wordt de nieuwe door de gebruiker gedefinieerde uitvoer toegevoegd in het afdrukvoorbeeld.

Met de actieknop Enkele controle wordt het Excel-bestand geopend en worden de bijgewerkte resultaten van de controle gepresenteerd.

25 esa.06

Modeller

Algemene doorsnede

Binnen Scia Engineer kan u gebruik maken van willekeurige enkelvoudige of samengestelde balkdoorsneden, zelfs met verschillende materialen. Hiervoor beschikt u over een eenvoudige doch krachtige grafische werkomgeving. Hierbinnen vindt u veel parallellen met de invoermogelijkheden voor het aanmaken van de constructie; u beschikt o.a. over mogelijkheden zoals verplaatsen, kopiëren, roteren, spiegelen, aanpikken van punten, … doch ook over uitgebreide numerieke bewerkingen en invoermogelijkheden van coördinaten. Zowel dunwandige als massieve profielen kunnen worden gedefinieerd. Uiteraard kan ook elke sectie uit de ESA-profielbibliotheek worden ingevoegd als onderdeel binnen de hele doorsnede.

Uitvoer en weergave Teneinde een duidelijk en leesbaar documentatie te krijgen, kan u binnen de grafische omgeving maatlijnen toevoegen op de grafische voorstelling van de doorsnede. De teksten op de maatlijnen kunnen als informatie o.a. de afmeting en/of een vrije tekst of omschrijving bevatten. Overlappen van delen van de doorsnede Scia Engineer maakt het mogelijk gemixte doorsneden te definiëren zoals staal-beton of beton-beton,

Sterke punten ► Geavanceerde grafische invoer van

profielvormen.

► Profielen met een willekeurig aantal

onderdelen.

► Automatische berekening van

profieleigenschappen.

► Geparametreerde profielen.

► Importeren van profielvormen in DXF/DWG

26

formaat.

esa.07

waar prefabelementen gedeelte zich al dan niet volledig binnen het gestort gedeelte bevinden. Daarom bezit elke deelvorm een parameter “Prioriteit waarde”, die bepaalt welk gedeelte in rekening moet gebracht worden indien één of meer doorsnede-delen elkaar overlappen.

Parameters Aan elke knoopcoördinaat kan men de waarde van een bepaalde ingevoerde parameter toekennen. Vermits parameters zowel van het type waarde óf formule kunnen zijn, is het mogelijk eenvoudige vormen te maken met verschillende afhankelijkheden. De aangegeven parameters zijn op dezelfde manier aanpasbaar vanuit het normale doorsnede-dialoogscherm, zoals bij de instelling van dimensies van de doorsneden uit de Scia Engineer catalogus. Ze zijn ook aanpasbaar binnen elke fase van de modelopbouw, net zoals u dat doet met bijv. de afmetingen van een console. Vermits de algemene doorsneden ook zijn toegestaan bij staven met variabele inertie (consoles), bestaan er in feite geen beperkingen meer aan het maken van 3D-balken. U ziet dat bijv. op de bijgaande afbeelding van een staaf met een variabel profiel, gedefinieerd als algemene doorsnede.

DXF/DWG importeren Vormen aangemaakt in DWG en DXF formaat kunnen worden geïmporteerd. Lijn en polylijn entiteiten worden ondersteund. Handmatige controle van de invoer maakt de aanpassing mogelijk van hoe bepaalde geïmporteerde entiteiten in rekening zullen worden genomen (gedeelte van dunwandige doorsnede, solide polygoon, opening) met de mogelijkheid tot automatische verbinding van geselecteerde enkelvoudige lijnen in gesloten polygonen. Inbegrepen in P E S


Parametrische invoer

Modeller

Parameters kunnen in elk project afzonderlijk aangewend worden met als doel om snel een constructie te optimaliseren, dan wel ze snel aan te passen. Stelt u bijv. de situatie voor dat de tussenafstand tussen de spanten vergroot moet worden. Als er met parameters gewerkt wordt, volstaat het enkel de betreffende waarde aan te passen. Scia Engineer hergenereert dan meteen en automatisch het model op basis van de aangepaste waarden. De structuur kan opnieuw doorgerekend worden, en het bijhorende document wordt meteen gehergenereerd. Zo kan er bijv. ook een geparametriseerd project worden opgesteld voor doorgaande liggers, een raamwerk met twee verdiepingen, een boogbrug, of elke andere eenvoudige of ingewikkelde constructie. Bovendien kan elk geparametriseerd project ook een gestructureerd document bevatten.

Het gebruik van parameters Bijna elke waarde die een constructie definieert kan als parameter gebruikt worden. Ze kunnen bijv. de coördinaten (x, y of z-waarde) van een eindknoop van een staaf vastleggen, of de waarde van een dakbelasting, het type of afmeting van een doorsnede, het al dan niet activeren van een tabel in het document enz. De parameters mogen zelfs in formules gebruikt worden om de relatie tussen de verschillende delen van het model te specificeren. Denk bijv. aan de nokhoogte van een spant in functie van de helling van het dak. Zodra parameters gedefinieerd zijn, kunnen ze worden toegewezen aan de betreffende entiteit van het model (afmeting, sectie, last, …). De gebruikte parameters kunnen tenslotte in een overzichtelijke gebruikerstabel samengevoegd worden. U kan hiervoor ook gebruik maken van meerdere tab-bladen, die de invoer nadien eenvoudiger en overzichtelijker maken. Bovendien kan er ook een tekening van de structuur als grafisch hulpmiddel worden toegevoegd. In combinatie met de gebruikersblokken die als standaardfunctionaliteit in de basismodule van Scia Engineer beschikbaar zijn, is het ook mogelijk uw eigen (geparametriseerde) project in te lezen als subconstructie binnen een ander project. Op deze wijze kan u uw constructies sneller modelleren omdat u vergelijkbare constructieonderdelen niet telkens opnieuw van het begin af aan hoeft te modelleren. Praktische oplossingen zijn o.a. te vinden in raamwerken, masten, rekken, … De gebruikersblokken vormen een standaard onderdeel Inbegrepen in P E S


binnen de menustructuur. Van hieruit kunnen alle constructie-onderdelen ingevoerd worden. De gebruikersblokken bibliotheek is een geavanceerde, maar eenvoudig te gebruiken, verzameling van projecten die u opslaat op uw vaste schijf. De mappenstructuur ervan wordt gebruikt als menu voor de keuze van de projecten. Een gebruikersblok is net zo eenvoudig of ingewikkeld als u hem zelf maakt. U kunt opleggingen, lasten, parameters, verbindingen, enz. aan uw project toevoegen en het daarna opslaan als gebruikersblok. In combinatie met de projectsjablonen van de productiviteits-toolbox (zie esa.06) kan u als gebruiker dus volledige geparametriseerde projecten aanmaken met daarin de geometrie, de lasten, de combinaties tot en met de rekennota (document). Dankzij deze krachtige opties kan u snel, accuraat en foutloos een aantal standaard berekeningsmodellen opzetten, en in een zeer korte tijdspanne berekenen.

Sterke punten ► Definitie van de modelgeometrie en -eigen-

schappen met behulp van parameters.

► Gemakkelijke en snelle wijziging van het

model.

► Eenvoudige manuele “optimalisatie” van het

ontwerp.

► Voorbereiden van sjablonen met herhaal-

delijk gebruikte structuurtypes.

27 esa.11

Modeller

3D-vrije-vorm modeller

De Freeform modeller is een tool voor het gebruiksvriendelijk modelleren van 3D-volumetrische vormen, hoofdzakelijk bestemd is voor civieltechnische en bouwkundige toepassingen. Met de modeller benut de gebruiker alle voordelen van een volwaardige 3D-modelleer omgeving, zoals invoer in om het even welke richting of vlak in 3D en gerenderde of transparante weergave van de bewerkte entiteiten. De Freeform Modeller behandelt volumes die voornamelijk op gekromde vormen gebaseerd zijn. Alle gedefinieerde krommen kunnen gewijzigd worden door de definitiepunten op een snelle en intuïtieve manier te verplaatsen. De Freeform modeller is eenvoudig en gebruikersvriendelijk dankzij zijn gemakkelijke invoerfuncties voor basisvormen en het gebruiken van deze basisvormen om complexere vormen op verschillende manieren aan te maken en te wijzigen. Dankzij deze aanpak kan bijna om het even welke vorm op eenvoudige wijze gemaakt

Sterke punten ► Volumes met gekromde vormen kunnen

gewijzigd worden.

► Coördinaten van de punten kunnen

28

numerisch aangepast worden. ► “Bubble stretch” voor het maken van gladde gekromde oppervlakken, gebaseerd op primaire rechte onderdelen. ► Efficiente tool om de geometrie te controleren. ► Kan zowel als onafhankelijke tool gebruikt worden, of als interne functie binnen Allplan.

esa.24

worden. De efficiënte grafische gebruikersinterface is gebaseerd op de unieke Nemetschek Scia grafische controle, die de combinatie van perfecte weergave van gekromde vormen voor het invoeren en bewerken samenbrengt met volledige 3D-invoer of het bewerken in elke richting in de 3D-ruimte, inclusief drag-and-drop. Met de Freeform modeller heeft u de mogelijkheid te modelleren door het combineren van algemene vormen met typische bouwkundige entiteiten zoals liggers, wanden, platen, enz. inclusief het overdragen van entiteiten in volumes en omgekeerd. Deze aanpak komt perfect overeen met de gewoonten van ingenieurs en dat onderscheidt de Freeform Modeller van andere 3D-modelleersoftware die voornamelijk gebruikt wordt in de werktuigbouwkunde, machinerie, enz. De Freeform modeller kan gebruikt worden als een standalone toepassing of als een interne functie van Allplan. Indien geopend vanuit Allplan, laat het programma toe om vormen gemaakt met de Freeform modeller direct in Allplan in te voeren en te bewerken. Ook het overnemen en aanpassen van in Allplan gemaakte vormen is op deze manier mogelijk met de Freeform modeller.

Invoer van vaste lichamen d.m.v. extrusie en rotatie van lijnen en krommen. Volumetrische vormen kunnen op twee manieren gemaakt worden: extrusie of rotatie. Elke lijn of rand kan gekromd of recht zijn, het is dus mogelijk om een groot aantal vormen te maken.

Inbegrepen in S

Vereiste modules: esa.00, esa.27.

3D-vrije-vorm modeller

Alle krommen behouden hun type en zijn beschikbaar voor laterale bewerking. Alle krommen/lijnen volgen de positie van hun definitiepunten, zodat u ze snel en gemakkelijk kan aanpassen door deze punten te verplaatsen d.m.v. een van de functies voor het aanpassen van de geometrie. Zowel gewone “verplaats-”, “schaal-”, “rek-” functies kunnen gebruikt worden alsook numeriek editeren van coördinaten van hoekpunten via de “tabel-bewerk” functie. Parametrisering is op dezelfde manier beschikbaar als bij andere Scia Engineer entiteiten, volumes worden gebruikt om parametrische templates zonder beperkingen te maken.

Modeller

3D-Booleaanse bewerkingen Booleaanse bewerkingen zijn een standaard tool voor het efficiënt modelleren van 3D-vormen. Het programma beschikt over alle gebruikelijke bewerkingen: optelling, aftrekking, intersectie (XOR) en deling (OR).

Parametrische vormen (optioneel esa.11) Er zijn ook een aantal basisvormen beschikbaar die de gebruiker kan uitbreiden via de module “Parametrische modeller”. De basisreeks bevat essentiële volumetrische vormen en schalen.

Freeform modellering Zoals hierboven reeds vermeld, is de Freeform Modeller uitgerust met een reeks functies voor het efficiënt lateraal bewerken van basisvaste lichamen. Dit is gebaseerd op de technologie van het definiëren van oppervlakken op verschillende niveaus, waarmee zowel de primaire als de secundaire geometriedefinitie behandeld kunnen worden d.m.v. interne opdeling oppervlakken. Een van de krachtige tools is de “bubble stretch” functie, hiermee bekomt u een gladde gekromde vorm uit oorspronkelijk rechte en vlakke delen.

29 esa.24

Modeller

Verbindingsmodeller

De Scia Engineer verbindingsmodeller is een pakket met krachtige programma’s voor het grafisch opzetten van verbindingen in staalstructuren. Deze modules bieden de ontwerper een interactief grafisch hulpmiddel voor geboute en gelaste verbindingen. Deze optie beperkt zich enkel tot het modelleren; er kan geen controle uitgevoerd worden. Daarvoor verwijzen we naar modules esasd.02 en volgende.

Werken met de verbindingsmodeller De verbinding wordt gemodelleerd op basis van het CAD model binnen de grafische werkomgeving van Scia Engineer. De knopen waarin een verbinding moet worden ontworpen, worden grafisch geselecteerd met behulp van de muis. De elementen van de verbinding (versterkingen, schotjes, bouten, kopplaten, …) kunnen in duidelijke en eenvoudige dialoogvensters gedefinieerd worden. Bouten en ankers worden uit een open boutenbibliotheek geselecteerd. Alle elementen van de verbinding worden op het scherm weergegeven. Detailtekeningen met maataanduiding voor alle onderdelen van de verbinding worden automatisch gegenereerd d.m.v. de wizard module “Gedetaileerde verbindingstekeningen” (module esadt.02).

Stijve raamwerkverbindingen De volgende verbindingen worden ondersteund:

Sterke punten ► Directe invoer van verbindingen voor

30

geselecteerde types stalen balkelementen. ► Realistische grafische weergave van verbindingen.

esa.18

• Verbindingen van balken met kolommen: gebout met kopplaat of gelaste (knieverbinding, kruisverbinding, enkelvoudige T, dubbele T); • Stuitverbindingen tussen balken (al dan niet symmetrisch, aangesloten met een kopplaat); • Kolomvoeten: geboute voetplaatverbinding. Voor de stuitverbindingen en de kolomvoeten kunnen symmetrische en asymmetrische I-profielen (zelfs met variabele verlopende hoogte) en kokerprofielen gebruikt worden, beide met buiging rond de hoofdas. Het type“balk-kolom” kan symmetrische en asymmetrische I-profielen (zelfs met variabele hoogte) en kokerprofielen bevatten voor het balkelement met buiging rond de hoofdas. Het kolomelement kan een I-profiel (ook met variabele hoogte) met buiging rond de hoofdas of een I-profiel met buiging rond de zwakke as zijn.

• Dwarskrachtijzers; • Flensverbreders. De volgende ankertypes worden ondersteund: rechte, haakse en gebogen ankers en ankers met een ronde plaat; ankers bestaande uit volle staven of geprofileerd betonijzer.

Scharnierverbindingen Scharnierverbindingen zijn verbindingen die geen momenten overdragen omwille van de opening tussen de balkflens en de kolomflens.

De volgende verstijvingselementen zijn mogelijk: • Versterkingen uit profielen of platen; • Opdikplaten op het lijf; • Onderlegplaten; • Driehoekige en rechthoekige verstijvingselementen (schotjes).

Het is mogelijk om de verbindingen tussen balken en kolommen te ontwerpen (knieverbinding, kruisverbinding, enkelvoudige T, dubbele T). De volgende verbindingselementen worden ondersteund: • Aan het balklijf en aan de kolomflens gelaste plaat; • In het balklijf geboute en aan de kolomflens gelaste plaat; • In het balklijf en in de kolomflens gebout hoekprofiel; • Korte eindplaat: aan het balklijf gelast en in de kolomflens gebout.

Voor de kolomvoeten kunnen de volgende verstijvingselementen toegepast worden: • Versterkingen uit profielen of platen, • Driehoekige en rechthoekige verstijvingselementen;

Voor het balkelement worden de symmetrische I-profielen met buiging rond de hoofdas ondersteund. Het kolomelement kan een asymmetrisch I-profiel met buiging rond de hoofdas of rond de secundaire as zijn. Inbegrepen in P E S


BIM en Workgroup toolbox

De aanpassingen kunnen onder een naam opgeslagen en later opnieuw gebruikt worden. De originele vorm kan als een “bevroren” constructiemodel opgeslagen worden. De informatie over de originele constructie is op elk ogenblik beschikbaar voor visuele vergelijkingen met het huidige analysemodel (met inbegrip van diktes, excentriciteiten, details, enz.). Als de positie van het middenvlak of de hartlijn van een element loodrecht verplaatst wordt tijdens de verbinding, zal Scia Engineer deze informatie opslaan als een excentriciteit en er rekening mee houden tijdens de berekening.

Staafherkenning Modellen die uit standaard balken, kolommen, platen en wanden opgebouwd zijn, kunnen relatief makkelijk uitgewisseld worden tussen verschillende softwaretoepassingen. Voor ingewikkelde vormen heeft men echter een bijkomende tool nodig om deze vormen te identificeren en ze in een equivalent object te vertalen. Vanaf versie 2010 van Scia Engineer zijn aanzienlijke verbeteringen aangebracht in de bestaande staafherkenner. Zelfs ingewikkelde vormen en doorsneden kunnen met deze tool omgezet worden in staaf (1D)- of plaat (2D)-elementen.

Structure-2-Analysis

Conflictcontrole

Een constructiemodel heeft andere doelstellingen dan een analysemodel. Detaillering is een kwestie van de verbinding van volumes. In het analysemodel zijn de hartlijnen en middenvlakken van de volumes het belangrijkst. Door de verschillende benadering kunnen (lichtjes) verschillende modellen ontstaan.

De controle wordt uitgevoerd voor alle Scia Engineer entiteiten, volumes en constructieelementen. In combinatie met de mogelijkheid om 3D-volumetrische vormen vanuit dwg/dxf, IFC te importeren, wordt de Freeform Modeller ook gebruikt als efficiënte controletool voor de geometrie als andere software gebruikt wordt.

Bij de conversie van een constructiemodel in een model voor de berekening (analyse) kan de gebruiker het resultaat van het verbindingsalgoritme beïnvloeden door de grensafstanden, toleranties en prioriteiten aan te passen. De gebruiker kan in één stap alle elementen met elkaar verbinden (automatische procedure), maar kan zich ook tot geselecteerde delen van de constructie beperken (stap-voor-stap procedure).

Bestaande model updaten

Inbegrepen in P E S


Modeller

De meeste softwaresystemen voor berekening (analyse) en ontwerpen van constructies werken met wat men een “analysemodel” noemt; zo’n model bevat juist voldoende informatie om de analyse uit te voeren. Een uniek kenmerk van Scia Engineer is dat de ingenieur zeer snel het verband kan bepalen tussen dit analysemodel en de werkelijke vorm van de constructie die in CAD-systemen gebruikt wordt (constructiemodel). De gebruiker kan bepalen welk model het hoofdmodel is; het andere wordt dan automatisch aangemaakt door Scia Engineer. Doordat de gebruiker in één project zowel over het analysemodel als over het constructiemodel kan beschikken, ontstaan er talrijke voordelen, vooral voor BIM-processen (Building Information Modelling): • Het constructiemodel wordt rechtstreeks uit de CAD-toepassing verkregen, en eventuele wijzigingen binnen Scia Engineer worden teruggestuurd. • De “Staafherkenner” maakt automatisch het constructiemodel aan op basis van algemene volumes. • Het “Structure2Analysis”-algoritme zet een standaard CAD-model (dikwijls met een onjuiste uitlijning van delen van de constructie) om in een correct model voor analyses. • “Round-Trip Engineering”: om het constructiemodel te delen met Allplan, inclusief geometrie en wapeningen. • Directe ondersteuning van de API’s van Revit® Structure en Tekla® Structures • Uitwisseling van gegevens via IFC, XML, DWG, DXF, VRML, enz. • Volledige controle - via de Update-functie over wijzigingen in het model die aangebracht zijn door derden (bijv. architecten).

In BIM draait alles om de uitwisseling van gegevens en het hergebruik van bouwmodellen. De verschillende partijen kunnen echter niet altijd op elkaar wachten. Daarom blijven ze aan hun gedeelte van het model werken en wisselen ze op regelmatige basis gegevens uit. Tijdens deze uitwisselingen van gegevens is

het van essentieel belang dat de bestaande informatie niet gewist of overschreven wordt in de modellen. De Round-Trip functie voor Allplan stelt hiervoor een speciaal updatevenster ter beschikking. Verschillen tussen twee samengevoegde modellen worden op het scherm gemarkeerd, en de gebruiker kan ofwel alle verschillen in één keer updaten, ofwel verschil per verschil. Het is mogelijk om voor elk element ofwel alleen de grafische vorm van de constructie te updaten, ofwel ook de geometrie van het analysemodel (bijv. dikte, profielen of geometrie, enz.). Alle bijkomende gegevens, zoals opleggingen, belastingsgevallen, combinaties of andere staafgegevens, worden in acht genomen.

Sterke punten ► Zowel het constructie- als analysemodel

worden opgeslagen in hetzelfde project.

► Automatisch aanmaken van het analyse-

model op basis van het constructiemodel.

► Algemene vormen en volumes kunnen

omgezet worden in structurele elementen zoals liggers, kolommen, platen en wanden. ► Samenvoegen en vergelijken van Scia Engineer projecten met volledige controle over de wijzigingen.

esa.26

31

Modeller

Round-Trip Engineering met Allplan

De interface tussen Allplan en Scia Engineer steunt op enkele unieke tools, waarmee het in Allplan aangemaakte architecturale model van een constructie gebruikt kan worden voor de doeltreffende generatie van een analysemodel (of rekenmodel) voor sterkteberekening binnen Scia Engineer. Omdat een architecturaal tekenmodel en een coherent analysemodel zich niet op dezelfde punten focussen, zijn in Scia Engineer specifieke functies voorzien voor de onderlinge verbinding van middellijnen en middenvlakken van balken, kolommen, wanden en platen. Dit is van essentieel belang om een correct analysemodel met eindige elementen te kunnen aanmaken. Bovendien is de interface uitgerust met een intelligente updatefunctie, waarmee de gebruiker wijzigingen aan het analysemodel van Scia Engineer gecontroleerd kan importeren. Dit is noodzakelijk omdat het architecturale model in Allplan meestal – en zelfs meermaals – gewijzigd wordt tijdens het ontwerpproces. De koppeling tussen de interfaces heeft een directe werking. Dit heeft tot gevolg dat de in Allplan aangebrachte wijzigingen door middel van een actieve koppeling bijgewerkt worden in Scia Engineer. Modelgegevens die ingevoerd werden in Scia Engineer, worden bewaard, zodat de gebruiker de opleggingen, belasting enz. niet

Sterke punten ► Twee modellen in één project: structureel

(teken) en analyse (reken) model

► Het structurele model kan automatisch naar

32

een analysemodel geconverteerd worden (Structure2Analysis tool). ► Scia Engineer projecten kunnen geüpdatet en gecombineerd worden, voor een efficiënt beheer van de revisies. ► Een update van het structureel model wordt getoond op het analysemodel, zonder verlies van de gegevens. ► Materiaal mapping-tabel

esa.28

opnieuw hoeft in te voeren telkens als het model wijzigingen ondergaat in Allplan. Beide programma’s zijn IFC 2x3 gecertificeerd: Allplan voor architecturale voorstellingen en Scia Engineer voor de structurele voorstellingen. Hierdoor kunnen CAD en CAE in beide richtingen op een intelligente manier aan elkaar gekoppeld worden.

Uitwisseling van geometrie Gezien de tendens om intelligente modellen van gebouwen uit te wisselen dient men gebruik te maken van architecturale objecten. Kolommen, balken, platen en wanden, inclusief alle mogelijke openingen (bijv. vensters), zouden de basis van uw model moeten vormen. De exacte 3D-vorm van een entiteit uit Allplan wordt in Scia Engineer opgeslagen als een constructiemodel. Bovendien is het mogelijk om objecten over te zetten als algemene vaste lichamen. Hoewel deze in Scia Engineer ook als vaste en algemene volumes verschijnen, kunnen ze met behulp van de BIM-toolbox naar staaf (1D)- of plaat(2D)elementen geconverteerd worden en in het rekenmodel geïntegreerd worden.

De exacte 3D-vorm van een entiteit uit Allplan wordt in Scia Engineer opgeslagen als constructiemodel. De vorm van het analysemodel wordt voor elke entiteit aangemaakt tijdens het importeerproces, en als tweede interpretatie ervan opgeslagen (als”parallel” model). De middellijnen en middenvlakken van elke entiteit worden in het zwaartepunt van de doorsnede geplaatst, wat tot de beste numerieke resultaten leidt. Het ligt voor de hand dat de gebruiker hieraan achteraf nog wijzigingen kan aanbrengen via de gewone generieke bewerkingen in Scia Engineer. Als beide programma’s zich op dezelfde computer bevinden, kan het importeren rechtstreeks gebeuren door Scia Engineer (rechtstreekse koppeling) op te starten. Wanneer tekenaars en ingenieurs echter afzonderlijk werken, is het mogelijk dat het model eerst van de ene computer naar de andere verstuurd moet worden. Hiervoor kan het gegevensbestand van Scia Engineer gebruikt worden (onrechtstreekse koppeling). De functionaliteiten en de mogelijkheden zijn in beide gevallen dezelfde. Inbegrepen in P E S


Round-Trip Engineering met Allplan

Round-Trip voor betonwapening Omdat men in Allplan zowel 2D-als 3D-wapeningen kan modelleren, is het ook mogelijk om via Roundtrip wapeningen uit te wisselen tussen Allplan en Scia Engineer. Er zijn verscheidene mogelijkheden. Scia Engineer werkt met twee soorten wapeningen: praktische wapeningen en theoretische wapeningen. De interface tussen Allplan en Scia Engineer ondersteunt beide types. Theoretische wapening

Elke in het model ingevoegde wapeningsstaaf of wapeningsnet zal het kleurenschema in de overeenkomstige richting beïnvloeden. Op die manier kan de gebruiker vaststellen welke zones eventueel bijkomende wapening nodig hebben en welke gebieden reeds in orde zijn of verder kunnen geoptimaliseerd worden. ASF-bestanden kunnen ook gebruikt worden om in Allplan volautomatisch wapeningen te ontwerpen. De waarden worden vertaald in praktische wapeningen. Praktische wapening Scia Engineer biedt tevens de mogelijkheid om praktische wapeningen in 1D- en 2D-elementen te modelleren (zie modules esacdt.01 en esacdt.03). Er zijn voorgedefinieerde wapeningssjablonen beschikbaar om de gebruiker te helpen bij de rechtstreekse invoer van de praktische wapeningen (netten, beugels en langsstaven) in Scia Engineer. Een andere mogelijkheid is dat men de wapeningen definieert in het Allplan model. Deze wapeningen kunnen dan vanuit Allplan naar Scia Engineer geëxporteerd worden om te controleren of hun hoeveelheid toereikend is. Op dezelfde manier kan het volledige model, met inbegrip van de wapeningen, vanuit Allplan in Scia Engineer geïmporteerd worden en via de bovengenoemde functies in een analysemodel

Modeller

De theoretische wapening is de berekende hoeveelheid staal die nodig is in het element. Deze berekeningsresultaten kunnen grafisch voorgesteld worden. Scia Engineer berekent en optimaliseert de benodigde wapeningen voor balken en kolommen (1D-) en platen en wanden (2D-) elementen. De theoretische wapeningen van 2D-elementen kunnen naar Allplan verstuurd worden via het ASF-formaat. Op basis van deze waarden, stelt Allplan een grafische interpretatie voor van de gemodelleerde wapening.

geïntegreerd worden. De wapeningen kunnen in Scia Engineer geoptimaliseerd worden om aan de geldende normvoorschriften te voldoen, en dit met een minimum aan materiaalverbruik. Wapeningen die aangemaakt of gewijzigd zijn in Scia Engineer, kunnen in Allplan hergebruikt worden zodat er geen informatie verloren gaat.

over een mapping-tabel (of correspondentie-tabel). In deze tabel worden de in Allplan gebruikte materialen aan de overeenstemmende materialen voor Scia Engineer gekoppeld. Deze tabel is een eenvoudig tekstbestand, dat uitgebreid en/of gewijzigd kan worden door de gebruiker.

Mapping-tabel voor materialen

In deze module zijn ook de functionaliteiten van module esa.26 “BIM en Workgroup toolbox” geïntegreerd.

Tekenaars gebruiken de materialen vaak op een andere manier dan ingenieurs. In een teken- of constructiemodel is het belangrijk om te weten of een object uit staal, beton, steen of hout is opgebouwd. Soms worden zelfs zeer gedetailleerde benamingen gebruikt met het oog op het aanmaken van meetstaten. Een ingenieur daarentegen, kan alleen materialen gebruiken die geschikt zijn voor berekeningen. Zo is bijv. de benaming “beton” onvoldoende als materiaal. Scia Engineer moet exact weten om welk soort beton het gaat (bijv. “C20/25”). Vanaf Scia Engineer 2010 beschikt de gebruiker

BIM en Workgroup toolbox

Deze module biedt 3 bijkomende tools om het Allplan-constructiemodel in een analysemodel voor Scia Engineer om te zetten. De betreffende functies zijn: • Structure2Analysis • Staafherkenning • Updatemechanisme Voor meer informatie over deze functies verwijzen we naar de desbetreffende datasheet (esa.26).

esa.28

33

Scia Engineer en Autodesk® Revit® Structure

Modeller

Scia Engineer interoperabiliteit Het Scia Engineer interoperabiliteitplatform biedt interoperabiliteit en CAE mogelijkheden met een uniek consistent structuur- en analysemodel voor beton-, staal-, aluminium-, houten en gemengde structuren. Dankzij het ingebouwde CAD structuurmodel laat de eindige elementenanalyse van Scia Engineer een rechtstreekse berekening en dimensionering toe van vloerplaten, muren, raamwerken en eender welk type gemengde structuur, en dit met diverse partnerapplicaties zoals Autodesk® Revit® Structure 3 en 4.

•

Wat wordt geëxporteerd/ geïmporteerd?

•

• Geometrie (Revit® bouwt een architectuur-/ structuurmodel en converteert het naar een analysemodel) – Platen, wanden, schalen, balken, kolommen, verbanden; • Opleggingen (funderingsblokken worden in Scia Engineer omgezet in stijve opleggingen) • Belastingen (Revit® voert lasten in de belastingsgevallen in – deze worden in Scia Engineer omgezet in vrije belastingen); • Combinaties (combinaties zijn mogelijk, maar worden voor het exporteren naar Scia Engineer genegeerd, omdat Scia Engineer de combinaties volgens verschillende normen kan genereren).

Hoe werkt het? • Revit® creëert het model en via “Externe Tools”> “Nemetschek Scia en Revit® uitwisseling” kan het model op twee manieren naar Nemetschek Scia geëxporteerd worden:

Sterke punten ► Open platform voor de interoperabiliteit met

34

een uniek consistent structuur- en analysemodel voor beton, staal, aluminium, hout en gemengde structuren.

esa.21

•

•

1. Door rechtstreekse uitvoer van het model naar Scia Engineer, wordt Scia Engineer geopend en de structuur gevisualiseerd. De structuur kan vervolgens in Revit® gewijzigd worden en het aangepaste model kan opnieuw naar Scia Engineer geëxporteerd worden, waar hetzelfde model dienovereenkomstig gewijzigd wordt. 2. Geëxporteerd/opgeslagen in een bestand Scia Engineer controleert de geometrie, genereert het eindige elementen net en voert de analyse uit. De structuur wordt in Scia Engineer geoptimaliseerd en gewijzigd, en uitgevoerd binnen Revit®: 1. Met de optie “Update van Scia Engineer“: de structuur in Revit® wordt met de nieuwe afmetingen geüpdatet. 2. Na het updaten kan de gebruiker het model opnieuw in een Revit® bestand opslaan. Wijzigingen kunnen in Revit® getraceerd worden: de wijzigingen of toegevoegde elementen worden opgelicht; verwijderingen worden aangegeven Binnen Scia Engineer kunnen de wijzigingen die in Revit® uitgevoerd zijn en naar Scia Engineer geëxporteerd werden, eveneens opgelicht, aanvaard, verwijderd, … worden, als er gekozen wordt voor een update.

Stap 1. Autodesk® Revit® Structure: In Autodesk Revit® Structure wordt een 3D-model voorbereid. En via de door Nemetschek Scia ontworpen Revit® Structure 4 plug-in naar Scia Engineer geëxporteerd: De uitvoer biedt de volgende opties: • Een volledig model of alleen een geselecteerd gedeelte van het model kan geëxporteerd worden; • Revit® combinaties kunnen geëxporteerd of genegeerd worden, zodat nieuwe combinaties

in Scia Engineer gedefinieerd worden; • Als Scia Engineer op dezelfde computer geïnstalleerd is, kan er rechtstreeks naar Scia Engineer geëxporteerd worden. De plug-in opent Scia Engineer, zodat de beide applicaties geopend zijn. De wijzigingen aangebracht in Scia Engineer kunnen in Revit® opgeslagen worden. Na de “update van Scia Engineer wordt het model in Revit® aanvaard en kunnen de wijzigingen van het model in Revit® Structure getraceerd worden; • Er kan naar een extern bestand geëxporteerd worden. Dit bestand met de extensie *.r2s wordt in de gekozen folder opgeslagen en kan vervolgens naar de bouwpartner gestuurd worden. Deze partner kan het model openen en met dezelfde extensie opslaan. De gebruiker moet mappingtabellen definiëren om de (staal)profiellijst van Revit® Structure aan de profielenbibliotheek van Scia Engineer te linken. Hetzelfde gebeurt voor de materialen gedefinieerd in Revit® Structure en voor de Revit® profielen en materiaalfamilies. Na deze primaire uitvoer kunnen er in Revit® nieuwe wijzigingen aangebracht worden en vervolgens opnieuw naar Scia Engineer geëxporteerd worden. Stap 2. Scia Engineer – eindige elementen analyse: Eventuele analytische afwijkingen van het in Revit® Structure gecreëerde model kunnen automatisch gecontroleerd en verbeterd worden en vervolgens voor verdere analyse in Scia Engineer geüpdatet worden. Het model kan de volgende items bevatten: • Kolommen, balken; • Platen; • Gaten/openingen; • Wanden; Inbegrepen in S


Scia Engineer en Autodesk® Revit® Structure

• • • •

Gekromde (vloer)platen; Belastingen en belastingsgevallen; Opleggingen; Combinaties.

Modeller

a. Het structuurmodel wordt automatisch omgezet in een analysemodel: b. Het Scia Engineer structuurmodel kan op ieder ogenblik in Scia Engineer opnieuw bekeken worden voor verdere controle en opvolging: c. Na het controleren van de consistentie van de structuur wordt het eindige elementen net gegenereerd, de structuur wordt getoond en geanalyseerd: d. En de resultaten in de staven (balken, kolommen), platen, wanden en schalen kunnen gedetailleerd getoond worden; • Vervormingen van de plaatelementen:

• Interne krachten in plaatelementen:

• Resultaten op staafelementen:

Stap 3. Autodesk® Revit® Structure: Na de analyse wordt het geoptimaliseerde en aangepaste model opnieuw in Autodesk Revit® Structure geüpdatet.

35 esa.21

Tekla® interface

Modeller

Tekla®

Scia Engineer

Scia Engineer interface Het Scia Engineer interoperabiliteitsplatform biedt interoperabiliteit en CAE mogelijkheden met een uniek, consistent constructie- en analysemodel voor betonnen, staal-, aluminium-, houten gemengde constructies. De eindige elementen berekening van Scia Engineer maakt het mogelijk om, via haar ingebouwd CAD-model van de constructie, platen, muren, raamwerken en elke gemengde constructie die in om het even welke partnertoepassing gemodelleerd is, te berekenen. Tekla® Structures is zo een modelleeromgeving.

Wat wordt geïmporteerd? (van ‘Tekla® Structures’ naar ‘Scia Engineer’) • Geometrie (model opgebouwd in Tekla® en geconverteerd naar een berekeningsmodel): • Knopen; • Doorsnede - uit bibliotheek; • Doorsnede - geometrie; • Materiaal; • 1D staaf - balk (lijn, boog); • Willekeurige balk; • 2D-elementen (plaat, wand); • 2D-opening.

Sterke punten ► Tweerichtings interface tussen Tekla® en

Scia Engineer.

► Modellen aangemaakt in Tekla® kunnen in

36

Scia Engineer berekend worden. ► Geoptimaliseerde profielsecties kunnen terug gestuurd worden naar Tekla®. ► Het ganse model of bepaalde onderdelen kunnen bewerkt worden.

esa.22

• Bijkomende gegevens: • Scharnier; • Niet-lineaire gegevens voor de balk (bijv. enkel trek / druk); • FEM type (enkel axiaalkracht); • Starre binding; • Puntondersteuning (op balk / op knoop); • Lijnondersteuning. • Belastingsinformatie • Belastingsgeval; • Belastingscombinatie; • Eigengewicht; • Puntlast (op balk / op knoop); • Puntmoment (op balk / op knoop); • Lijnlast; • Lijnmomentlast; • Temperatuurlast.

Wat wordt geüpdatet? (van ‘Scia Engineer’ naar ‘Tekla® Structures’) Veranderingen in de doorsneden Hoe werkt het? Deze module wordt geleverd met een configuratie bestand voor een plug-in in Tekla® Structures. Na installatie bevindt de plug-in zich in een dialoogvenster van Tekla® bij de link naar de rekentoepassingen. Van zodra een model in Tekla® Structures aangemaakt is en voorbereid voor berekeningsexport, kan het via deze Scia Engineer plug-in naar Scia Engineer gestuurd worden. Het model kan op 2 manieren geëxporteerd worden: 1 Directe export naar Scia Engineer met de automatische optie; als Scia Engineer geopend wordt verschijnt de constructie in de

Scia Engineer omgeving. 2 Exporteren naar of opslaan in een bestand; dit kan geopend of geïmporteerd worden in Scia Engineer, het programma controleert de geometrie, genereert het eindige elementennet en voert, natuurlijk, de berekening uit. Het is mogelijk de doorsneden te optimaliseren en te wijzigen in Scia Engineer en ze naderhand geüpdatet terug te sturen naar Tekla® Structures. • Zowel een volledig model als enkel een geselecteerd deel van het model kunnen geëxporteerd worden. • De uitvoer kan rechtstreeks naar Scia Engineer gaan als Scia Engineer zich op dezelfde computer bevindt. De plug-in zal zich in Scia Engineer openen; dit betekent dat beide toepassingen geopend zijn. Wijzigingen aangebracht aan de doorsneden in Scia Engineer zullen in Tekla® Structures gesaved worden na de update. • De uitvoer kan naar een extern bestand gestuurd worden, het bestand krijgt als extensie *.t2s en wordt opgeslagen in een gekozen folder, deze kan achteraf naar een constructiepartner gestuurd worden. Deze partner kan het model openen en met dezelfde extensie terug opslaan. Er kunnen door de gebruiker mapping tabellen gedefinieerd worden om de doorsnedenlijst van Tekla® Structures te linken aan de Scia Engineer doorsnedenbibliotheek. Hetzelfde dient te gebeuren voor materialen die in Tekla® Structures gedefinieerd zijn. Inbegrepen in P E S


ETABS®-interface

Modeller

Bouwkundige ingenieurs gebruiken steeds vaker verschillende programma’s voor de berekening van grote projecten. Elk programma bezit zo zijn eigen sterktes voor specifieke toepassingen. Scia Engineer staat bekend om zijn uitstekende en gebruiksvriendelijke modeller, volledig automatische netgenerator en snelle solver. Door de koppeling tussen ETABS® en Scia Engineer kan de gebruiker voortaan de voordelen van beide programma’s met elkaar combineren. Een koppeling tussen twee CAE-programma’s levert extra tools en voordelen op voor de gebruiker: • Vergelijking van de resultaten in verschillende programma’s • Toepassing van een groter aantal ontwerpnormen • Ontwerp van platen in Scia Engineer • Analyse van voor- en nagespannen elementen in Scia Engineer

Ondersteunde entiteiten Geometrie: • Geometrie van knopen • Rechte staven en kolommen • Polylijnen • Rechte wanden en platen Doorsneden: • Warm gewalste staaldoorsnede • Cirkel • Rechthoek • Algemene doorsnede Modelgegevens: • Vrijheidsgraden voor verbindingen tussen elementen en opleggingen • Opleggingen • Stijve verbinding of scharnier • Puntondersteuningen • Scharnieren op staven Belastingen: • Statische belastingen • Permanente en variabele belastingen • Eigen gewicht • Puntlasten en momenten • Lijnlasten, momenten, thermische lasten • Vlaklasten • Grondverplaatsingen • Belastingsgevallen • Combinaties

Werkwijze ETABS®-bestand importen in Scia Engineer De gebruiker kan in Scia Engineer in het menu “Importeren” de optie selecteren om een ETABS®Inbegrepen in P E S


bestand te importeren. Vervolgens kan hij kiezen volgens welke ontwerpnorm het project geopend moet worden en welke materialen equivalent zijn. Als dat gebeurd is, wordt het ETABS®-model geopend in Scia Engineer met de geselecteerde instellingen. De gebruiker ontvangt een log-bestand waarin alle geïmporteerde gegevens beschreven worden. Gegevens van Scia Engineer naar ETABS® exporteren Scia Engineer bestanden kunnen naar ETABS® geëxporteerd worden via het menu “Exporteren” in Scia Engineer. In dit menu kan de gebruiker kiezen om het Scia Engineer project naar een ETABS®bestand (*.e2k) te exporteren. Na het exporteren kan de gebruiker het e2k-bestand openen in ETABS®, waar hij het geëxporteerde model verder kan bewerken. De gebruiker ontvangt een log-bestand waarin alle geëxporteerde gegevens beschreven worden.

Sterke punten ► De gebruiker kan resultaten in een ander

programma controleren

► De gebruiker kan gebruik maken van

de sterke solver en meshgenerator van Scia Engineer ► Gebruik van de intuïtieve modeller van Scia Engineer ► Analyse van voor- en nagespannen elementen binnen Scia Engineer

esa.29

37

Lastengeneratoren

Wind- en sneeuwlastengenerator / Oppervlaktelastgenerator

Generatie van wind- en sneeuwlasten op raamwerken De module voor wind- en sneeuwgeneratie in Scia Engineer is een interactief grafische tool voor snelle en eenvoudige invoer van deze belastingen op 2D-raamwerk-constructies. Deze kunnen nadien naar de 3D-constructie gecopieerd worden. Wind- en sneeuwlasten worden automatisch gegenereerd op raamwerkconstructies volgens de volgende normen: Eurocode 1, DIN, NEN,NV65 (Franse norm), CSN, STN en IS. Het programma biedt standaardwaarden voor windverdeling en drukcoëfficienten. Deze standaardwaarden kunnen door de gebruiker gewijzigd worden om de voorwaarden van het berekende project weer te geven. De module genereert dan automatisch de standaard windverdeling voor een specifieke gebieden terreincategorie. De drukcoëfficiënten worden gegenereerd voor de gegeven windrichting, d.w.z.voor wind die van links of rechts waait - gecombineerd met interne overdruk of interne onderdruk. De resultaten worden voorgesteld in een eenvoudige dialoog die ervoor zorgt dat alle drukcoëfficiënten afzonderlijk aangepast worden, indien nodig. Op dezelfde manier worden ook het sneeuwgewicht en de blootstellingcoëfficiënten voor sneeuw bepaald. De gebruiker heeft de mogelijkheid om elke stap van de automatische

Sterke punten ► Genereren van drukcoëfficiënten voor alle

38

windrichtingen in combinatie met interne overen onderdruk. ► Genereren van belastingscoëfficiënten voor sneeuwbelasting. ► Algoritmen conform aan EN 1991-1-4:2005. ► Automatische verdeling van oppervlaktebelastingen voor geselecteerde balkelementen.

esas.05.xx / esas.29

generatie van sneeuwen windlasten te verifiëren en te controleren.

Automatische verdeling van een oppervlaktelast naar de dragende staven De oppervlaktelastgenerator verdeelt deze last (vloerbelasting, variabele last, of nog een ander type) automatisch over de geselecteerde staven die zich binnen deze oppervlaktelast bevinden. De zone waarover de oppervlaktelast werkt, wordt grafisch ingevoerd. De belastingoppervlakte kan een gewone veelhoek zijn, eventueel met één of meerdere openingen. De gebruiker beslist of de gedefinieerde oppervlaktelast verdeeld wordt over alle balken, gelegen onder de belastingsoppervlakte ofwel op slechts bepaalde geselecteerde balken. De belastingen kunnen volgens een lokale of globale as geprojecteerd worden. De verdeling van de last gebeurt volgens de bissectrice-methode. De nauwkeurigheid van het bekomen resultaat wordt aangegeven. esas.29 Inbegrepen in C P E

Vereiste module: esas.00.

3D-windlastengenerator

De “3D-windlastengenerator” behoort tot de uitgebreide reeks van lastengeneratoren in Scia Engineer. Daar waar de 2D-windlastengenerator geschikt is voor eenvoudige raamwerken en spanten, kunt u met de 3D-windlastengenerator windlasten genereren op gesloten 3D-gebouwen. Het complete ontwerp van een constructie voor windlasten is een lastige taak vanwege het grote aantal windzones en belastinggevallen waarmee bij de berekeningen rekening moet worden gehouden. Scia Engineer en de 3D-windlastengenerator vereenvoudigen dit deel van het ontwerpproces.

Voordat de 3D-windlastengenerator kan worden gebruikt, moet het model van de te berekenen constructie beschikken over een “laag” of een reeks elementen waartegen de wind aanwaait. Voor een model waarvoor buitenwanden en een dak zijn ingevoerd als onderdelen van het berekeningsmodel, is er geen enkel probleem. Maar voor raamwerkconstructies moeten gevels en/of dakpanelen worden gedefinieerd waarop de windbelasting kan worden toegepast. Het principe van deze panelen is dat, hoewel het paneel zelf bij de berekeningen wordt genegeerd, elke oppervlaktebelasting die op het paneel wordt gedefinieerd automatisch wordt overgebracht op de lastdragende delen van de constructie. De lastdragende delen zijn ofwel de staven (liggers en kolommen) die het paneel ondersteunen, of de randen van het paneel, of de hoekpunten van het paneel. Alle elementen van de “laag”, hetzij de rechte wanden en platen of panelen, worden op basis van hun functie in het gebouw gecategoriseerd als wand of dak. Voor het dak wordt ook het juiste type toegewezen: • Vlak, • Enkel afhellend, • Dubbel afhellend, • Zadeldak. De categorisatie is noodzakelijk voor het automatisch creëren van windzones op de elementen van de “laag”.

Windrichting Naast het type element van de “laag” moeten ook de windrichting en een combinatie van tekens (+ + / + – / – + / – –) voor Cpe/Cpi-coëfficiënten worden opgegeven. Het is mogelijk zoveel windrichtingen en tekencombinaties als nodig zijn in te voeren.


Lastengeneratoren

“Laag” waartegen de wind aan waait

De 3D-windlastengenerator doet vervolgens de overige bewerkingen: • Het creëren van de windzones, • Het genereren van alle vereiste belastinggevallen, • Het invoeren van de werkelijke lasten.

Windzones De gegenereerde windzones kunnen worden bekeken, bewerkt (indien nodig), of zelfs handmatig worden ingevoerd in de zone-editor. Bij de normale werkwijze worden windzones met de bijbehorende Cp-waarden gegenereerd door de generator. Indien nodig, kunnen de gegenereerde zones echter worden bewerkt of zelfs handmatig worden ingevoerd. Er zijn drie mogelijkheden voor het maken van deze zones: • Sjabloon volgens de norm: de geometrie van zones wordt berekend op basis van de ingevoerde waarde ‘e’ (zie voor een voorbeeld afbeelding 7.5 van EN1991-1-4); de waarde van Cpe moet handmatig worden ingevoerd. • Manueel ontwerp: de geometrie en andere waarden worden handmatig ingevoerd. • Genereren: in dit geval worden de geometrie van de zones en de windcoëfficiënten automatisch berekend door de generator. Het grafische venster geeft zowel de gegenereerde windzones als de berekende CPE-coëfficiënten weer.

Belastinggevallen Voor de opgegeven windrichting en de Cpe/ Cpi tekencombinatie worden de juiste belastinggevallen gegenereerd. De gegenereerde belastinggevallen worden toegevoegd aan de reeds bestaande belastinggevallen in het project en kunnen worden bekeken in de belastingsmanager.

Belasting De belasting in afzonderlijk gegenereerde belastinggevallen kan worden bekeken in het grafische venster. Met behulp van de beeldparameters kunt u schakelen tussen het bekijken van de Cpe-coëfficiënten en de werkelijke belasting.

Sterke punten ► De 3D-windgenerator is een gebruiksvrien-

delijk en eenvoudig te hanteren hulpmiddel. Met enkele klikken worden windzones en -belastingen gegenereerd op de hele constructie. ► Zones en bijbehorende C-factoren zijn zichtbaar in het grafische venster. ► Voor alle typen gesloten 3D-gebouwen kan de weerstand tegen windlasten worden berekend.

esas.46.01 / esas.46.05

39

Nota’s

40

Mobiele lasten (één lastsysteem) op staafstructuren en op eindige elementen structuren Geavanceerde mobiele lasten (meerdere lastsystemen) op staafstructuren en op eindige elementen structuren

Deze modules bieden u de allernieuwste oplossing voor de berekening van structuren die aan mobiele lasten onderhevig zijn (bruggen, kraanbanen, enz.). Deze modules omvatten het volledige ontwerpproces zoals dat vandaag bij ontwerp van deze elementen gebruikelijk is: met vrij te definiëren laststelsels, berekening van de omhullende, berekening van resultaten in geselecteerde punten, …

Modules esas.02 en esas.35 Eén lastensysteem Het laststelsel bestaat uit één groep van puntlasten en een gelijkmatig verdeelde last over het volledige traject. Met de gelijkmatig verdeelde last wordt enkel rekening gehouden op de positieve gebieden van de invloedslijn. Op deze wijze wordt de gunstige invloed van deze verdeelde last uitgeschakeld. De module esas.02 is van toepassing voor staafstructuren (bijv. staalstructuren met daarbinnen een kraanbaan). De module esas.34 wordt dan weer toegepast voor eindige elementen structuren (bijv. brugdekken).

Modules esas.03 en esas.36 Meervoudige lastensystemen De mobiele last bestaat uit één, twee of meerdere groepen geconcentreerde lasten. Voor een berekening met één laststelsel zijn de volgende mogelijkheden voorzien: • Laststelsel met een aantal puntlasten; • Een gelijkmatig verdeelde last op het positieve deel van de invloedslijn; • Een onderbroken verdeelde last op de plaats van de geconcentreerde lastgroep; • Een reductie-coëfficiënt voor puntlasten op het negatieve deel van de invloedslijn. Voor een berekening met twee laststelsels zijn de volgende mogelijkheden voorzien: esas.02, esas.35 inbegrepen in P E

• Twee laststelsels met een aantal puntlasten; • Een minimum- en maximumafstand tussen de twee laststelsels; • Een gelijkmatig verdeelde last op het positieve deel van de invloedslijn; • Een reductie-coëfficiënt voor puntlasten op het negatieve deel van de invloedslijn; • Een gelijkmatig verdeelde last op het negatieve deel van de invloedslijn tussen de twee lastgroepen. Voor een berekening met meer dan twee laststelsels zijn de volgende mogelijkheden voorzien: • Laststelsels met een aantal puntlasten; • Vaste afstand tussen de lastgroepen; • Een gelijkmatig verdeelde last die werkt op het positieve deel van de invloedslijn; • Een reductie-coëfficiënt voor puntlasten op het negatieve deel van de invloedslijn; • Een gelijkmatig verdeelde last op het negatieve deel van de invloedslijn tussen de twee lastgroepen. De eerste stap in “mobiele last berekening” is de definitie van de baan waarlangs de mobiele last beweegt. De baan wordt grafisch gedefinieerd. In de tweede stap moet het lastsysteem gedefinieerd worden. Het is mogelijk om nog bijkomende opties te definiëren, zoals: • Invoer van een beperkte looplengte op het traject; • Invoer van een vermenigvuldigingscoëfficiënt voor de resultaten en voor alle resultaten uitgezonderd hun respectievelijke vervormingen (impact coëfficiënt).

esas.03, esas.36 inbegrepen in E

Vereiste modules: Voor esas.02: esas.00 of esas.01. Voor esas.03: esas.02. Voor esas.35: esas.02, esa.01. Voor esas.36: esas.35.

Lastengeneratoren

De module genereert invloedslijnen en invloedsvlakken voor een mobiele last die zich langs een gegeven baan beweegt. De richting en waarde van de bewegende last kunnen gewijzigd worden. Verder is het mogelijk om gedefinieerde lastsystemen op de berekende invloedslijnen (of vlakken) te positioneren. Op basis van deze plaatsingspunten worden de kritieke posities gevonden. Deze werkwijze noemt men ook het gebruik (of de exploitatie) van invloedslijnen. Het is mogelijk om automatisch de omhullende van de meest ongunstige effecten te berekenen. Diverse lastsystemen maken meer geavanceerde berekeningen mogelijk.

De omhullende van de resultaten wordt opgeslagen in een reeks van belastingsgevallen die de maximum en minimum waarden van de componenten van de interne krachten en verplaatsingen bevatten. In totaal worden er zo voor een 3D-constructie 24 belastingsgevallen gegenereerd. De omhullende resultaten kunnen daarna met andere belastingsgevallen gecombineerd worden om de uiteindelijke extreme krachten en verplaatsingen te kunnen vinden. Deze combinaties worden gebruikt voor het wapeningsontwerp of voor de spannings- en stabiliteitscontrole van staalstructuren.

Sterke punten ► Complexe oplossing voor het ontwerpen

van structuren onderhevig aan mobiele belastingen, zoals bruggen en kraanbanen. ► Genereren van invloedslijnen en -oppervlakken. ► Kritieke posities van belastingssystemen zoeken. ► Automatische berekening van omhullenden voor de meest ongunstige effecten. ► Diverse types belastingssystemen.

esas.02 / esas.03 / esas.35 / esas.36

41

Lastengeneratoren

Treinlasten

De module Treinlasten geeft de gebruiker de mogelijkheid om mobiele lasten op platen te genereren. De generator gebruikt voorgedefinieerde krachtgroepen, trajecten en specifieke stappen om de belastinggevallen, waarin de krachten op de juiste plaats aangebracht zijn, te genereren. Belaste platen kunnen deel uitmaken van het 3D-model, dat ofwel vlak ofwel gebogen is. De krachtgroep is samengesteld uit geconcentreerde (punt-)krachten, uniform verdeelde lijnbelastingen en oppervlaktebelastingen, d.w.z. alle soorten vrije lasten. De gedefinieerde lasten bewegen dan langs het traject als een “stijf lichaam”. Als deze lasten een lang voertuig voorstellen en “gebroken” moeten worden in de bochten van het traject, is het mogelijk om draaipunten te definiëren. Krachtgroepen worden in databanken opgeslagen en het is mogelijk deze in andere projecten te gebruiken. De installatie van het programma bevat een reeks voorgedefinieerde lasten volgens de EC-EN standaard. De lastgroep kan aan het model toegevoegd worden door de plaatsing van het huidige belastinggeval op een gebruikersgedefinieerde plaats (met muis of coördinaten). Deze manier

Sterke punten ► Eenvoudig en intelligent genereren van

42

mobiele lasten op platen. ► Lastensysteem kan samengesteld worden uit puntlasten, lijnlasten en oppervlaktelasten. ► Doeltreffend modelleren van systemen over lange afstanden dankzij gebruik van buigpunten. ► De mobiele last kan zich bewegen langs een traject met willekeurige vorm.

esas.04

van invoeren is nuttig als dezelfde krachten in hetzelfde project of in verschillende projecten herhaaldelijk gebruikt worden. Een tweede manier om krachten in te voeren is ze te plaatsen langs de voorgedefinieerde trajecten. Het traject dat door de krachten gevolgd moet worden bestaat zowel uit rechte als gebogen delen. De reeks belastingsgevallen wordt automatisch gegenereerd. De krachtgroep beweegt langs het traject en kan op elke

geschikte plaats aangebracht worden. De evaluatie van de resultaten wordt uitgevoerd met behulp van de omhullende die automatisch voor de gegenereerde belastinggevallen gegenereerd werd. De omhullende toont extreme verplaatsingen, reacties, interne krachten of spanningen. Indien gewenst is het mogelijk om de resultaten van een individueel belastingsgeval te bekijken. Inbegrepen in E


Lineaire statische berekening

Geometrie-invoer Bij het invoeren van de geometrie maakt men optimaal gebruik van alle voordelen van de basismodeller (esa.00) en van de bijzonder gebruikersvriendelijke en intuïtieve invoermogelijkheden. Op elk ogenblik is elke informatie beschikbaar in de eigenschaps-dialoogschermen, en kan er gebruik gemaakt worden van invoerrasters, lagen enz. Een bibliotheek van catalogusblokken vereenvoudigt aanzienlijk het werk voor standaard herhaalde constructies en hun onderdelen. De meest voorkomende vormen zijn hier met een paar muisklikken in te voeren op basis van enkele parameters. Indien u beschikt over eigen (parametrische) structuren of onderdelen, dan zijn die hier ook meteen voorhanden (zie esa.11).

Modelleren De gebruiker kan elke constructie nauwkeurig modelleren door gebruik te maken van de verschillende elementen zoals: • Staaf- en plaatelementen (balken, kolommen, platen, wanden, …); • Vaste, scharnierende en verende punt-, lijn en vlakopleggingen; • Scharnieren in balken plaatverbindingen; • Starre verbindingen tussen knopen van de constructie; • Excentriciteit van individuele balken en platen; • Funderingsblokken en -balken op elastische ondergrond; Inbegrepen in C P E


Analyse

Met de modules voor de lineaire statische berekening hebt u binnen Scia Engineer de beschikking over een professionele toepassing voor de analyse van twee- en drie dimensionale constructies uit staal, beton en/of andere materialen. De rekenresultaten voor de staal- en betonconstructies worden nadien doorgegeven aan de respectievelijke normcontroles. Voor eenvoudigere of speciale gevallen kan de gebruiker gebruik maken van specifieke werkinterfaces voor bijv. staaf-raamwerken met lasten in het constructievlak, vloeren met lasten enkel in het vlak loodrecht erop, speciale vakwerkopties (2D en 3D) waarin reeds bepaalde vrijheidsgraden zijn aangepast, en vergelijkbare opties voor platen en wanden opgebouwd uit eindige elementen. De analyse van ruimtelijke constructies is uiteraard de meest algemene en alomvattende mogelijkheid. Een uitgebreid gamma aan intelligente entiteiten (balken, platen, opleggingen, scharnieren, consoles, enz.) maken een nauwkeurige en waarheidsgetrouwe modellering van elk type constructie mogelijk. • Consoles en willekeurige profielen; • Variabele dikte van platen en ribben. De gebruiker heeft op elk ogenblik de volledige controle over het geometrische model en de nauwkeurigheid van de berekening ervan, bijv. door middel van het verfijnen van het berekenings- of elementennet. Naast de generatie van de eindige elementen voor platen en wanden, kan er bijv. ook ingegrepen worden in de berekening van de consoles (consoles worden benaderd door een ingegeven aantal prismatisch excentrische balken). De berekening neemt de invloed van dwarskrachtvervorming in rekening. Deze benadering ligt veel dichter bij de realiteit dan een eenvoudige Navier oplossing, en voor een aantal praktische gevallen kan dit leiden tot een verschil van meer dan 50% (in feite foutenmarge) t.o.v. de elementaire formules voor balken. Voor de platen-analyse kan men kiezen tussen de Mindlin en Kirchhoff buigingstheorie. De eindige-element-benadering wordt gebruikt voor de berekening.

Belasting De volgende typen belastingen kunnen worden toegepast: • Eigen gewicht. Dit kan worden toegewezen aan de hele constructie in een speciaal en automatisch lasttype. Individuele balken kunnen, zelfs in standaard belastinggevallen in combinatie met andere belastingen, worden

belast door hun eigen gewicht. Men kan de waarde van het zwaartekrachtcoëfficiënt aanpassen en gebruik maken van óf de nauwkeurige waarde 9,81 m/s2 óf de geschatte waarde 10 m/s2. De toegepaste belasting wordt automatisch berekend overeenkomstig de balk doorsnede en het gebruikte materiaal; • Puntlasten en lokale momenten (in knopen of in punten op balken);

Sterke punten ► Eindige-elementenanalyse van het model

bestaande uit 1D- en 2D-elementen, inclusief vaste, scharnierende, rollende en elastische steunen, scharnieren tussen de staven, excentriciteit van de staven, funderingsblokken, halfbogen, variabele profielen, enz. ► Automatisch genereren van belastingscombinaties conform aan de nationale technische normen. ► Snelle herberekening van een gewijzigd model “op de achtergrond”. ► Incalculeren van primaire effecten (bijv. voorspanning in een doorgaande ligger).

esas.00 / esas.01

43

Analyse

Lineaire statische berekening

• Eenparige of trapezoïdaal verdeelde krachten en momenten. Zowel de puntlasten als deze verdeelde lasten kunnen worden toegepast in het globale coördinatensysteem van de constructie als in de locale assen van de aangegeven balken. Deze lasten kunnen in elke mogelijke richting aangrijpen, met een positieve of negatieve waarde, en zelfs onder een willekeurige hoek; • Verdeelde belastingen op plaatranden; • Oppervlaktebelasting op platen (volledige of deeloppervlaktes); • Voor puntlasten kan eveneens een excentriciteit worden ingevoerd; • Opgelegde verplaatsingen (zettingen) en rotaties; • Temperatuurlast (uniform of increment); • Afwezigheid van staven en/of ondersteuningen in een bepaald belastinggeval (om constructiefasen te simuleren); • De voorgedefinieerde belastingen genereren snel een waarde i.f.v. een aantal opgegeven laagdiktes van bepaalde materialen; • Klimatologische belastingen door winddruk en sneeuwlast worden gegenereerd op basis van de door de gebruiker ingevoerde curven, óf door middel van gegevens conform de geselecteerde nationale code.

Belastingcombinaties De combinaties voor de geïmplementeerde ontwerpnormen (EC, DIN, NEN, BS, AISC, CM, ÖNORM, SIA, CSN, …) worden automatisch gegenereerd. De gebruiker kan indien gewenst ook zijn eigen specifieke combinaties aanmaken en doorrekenen.

44 esa esas.00 / esas.01

Uitvoer De resultaten zijn ongetwijfeld het belangrijkste element van een berekening. Daarom is hier in Scia Engineer ook heel speciaal aandacht aan besteed. U beschikt over een grafische en numerieke uitvoer van vervormingen, interne krachten, spanningen en reacties. De vervormingen kunnen als bewegend beeld worden voorgesteld. Daarnaast beschikt u ook over een materialenlijst, de resultante van de reacties en de verbindingskrachten. De gebruiker heeft volledige controle over de voorstellingswijze van de tekening. Vele mogelijkheden zijn voorhanden om het perfecte beeld van de gewenste kracht of vervorming optimaal in te stellen. Daarvoor is er de beschikking uit o.a. selecties, activiteit (aan/uit), het ordenen van elementen in lagen (zeer handig voor de grotere constructies), snedes enz. Hierdoor filtert men enkel deze elementen waarvoor de resultaten worden opgezocht. Het afdrukvoorbeeld biedt een numerieke uitvoer van de equivalente gevraagde waarden. Binnen het rekendocument worden zowel de teksten als de afbeeldingen samengevoegd.

Interactie tussen ondergrond en structuur voor gebouwen op funderingsplaten

Deze module berekent de C parameters voor de interactie tussen de betonplaat en de funderingsondergrond. Er wordt rekening gehouden met de verdeling en de graad van overbelasting, de eventuele contactspanning in het vlak tussen het gebouw en de grond, de geometrie van het funderingsoppervlak en de geologische condities van een gegeven locatie.

Inleiding

Het gelaagde soilin model De soilin-module gebruikt het volgende gelaagde half-infinitum model: a. Het verloop van de vertikale spanningscomponent sz in de ondergrond, als gevolg van belasting op het oppervlak, wordt met de formules van Boussinesq berekend, onafhankelijk van de lagen in de ondergrond, grondopbouw, enz. Deze methode wordt algemeen geaccepteerd in grondmechanische berekeningen; b. Belastingen op uitgegraven oppervlakten worden berekend met de formules van Boussinesq voor een half-infinitum dat op een bepaalde diepte belast wordt; c. De aanwezigheid van een onsamendrukbare laag wordt gesimuleerd met een benaderende oplossing van een elastische laag met eindige dikte; d. De grondsamendrukking en grondzettingen worden berekend, rekening houdend met de verschillende grondlagen. De volgende normen zijn in het programma geïmplementeerd: Eurocode 7, CSN 73 0001.

Invoer De gebruiker selecteert de funderingsplaten waarvan de stijfheid door de soilin module moet bepaald worden. Dit betekent dus dat in functie van de noden slechts een gedeelte van de Inbegrepen in E

Vereiste modules: esas.01, esas.00.

funderingsplaten kan geanalyseerd worden. De invoergegevens voor de soilin berekening worden in duidelijke dialoogvensters ingegeven.

Analyse

Het model dat in ‘soilin’ gebruikt wordt is het zogenaamde ‘energiemodel’ of ‘meer-constanten model’. Dit wordt al in de praktijk gebruikt sinds 1975 en is ondertussen meermaals vergeleken met vele in situ metingen. De naam “meerconstanten model” slaat op de mogelijkheid van het energie-model om volgende eigenschappen van de ondergrond uit te drukken: a. Schuifkrachtstijfheid van de ondergrond C2 (Pasternak-model); b. Ortotropie of anisotropie van de ondergrond door C2x, C2y en C2xy constanten; c. Oppervlaktewrijving tussen de funderingsplaat en de ondergrond door C1x, C1y constanten.

Het is mogelijk om meerdere boorgaten te definiëren. Voor elk boorgat worden diverse lagen en de bijbehorende eigenschappen gedefinieerd: • t = dikte van de laag; • E = elasticiteitsmodulus van de grond in druk (cylindrische standaard test); • n = poisson coëfficiënt; • g = specifiek gewicht, droog en nat; • m = grondstructuur sterktefactor (gedefinieerd in verschillende codes). Wanneer de funderingsplaat en de ondergrond niet op elkaar inwerken op het originele maaiveld, kunnen uitgravingen ingegeven worden. Het programma berekent deze dan automatisch.

Berekening De uitkomst van de structuur-ondergrond interactie wordt berekend in verscheidene iteratiestappen. Eerst en vooral voert men met behulp van de eindige elementen berekening van de bovenstructuur een eerste schatting uit van de contactspanning, gebruik makend van de initiële C interactie parameters (die door de gebruiker kunnen gewijzigd worden). Deze waarden voor de contactspanning worden gebruikt als belasting voor de ondergrond en dienen als invoer voor soilin. Dit onderdeel van het programma bepaalt de zettingen en corrigeert de waarden van de C parameters. De hele cyclus (eindige elementen + soilin) wordt herhaald tot de iteratietest vervuld is. Zo worden correcte vervormingen en interne krachten van de structuur bekomen.

Resultaten Grafische en numerieke uitvoer van resultaten zijn beschikbaar. Alle standaard uitvoerfaciliteiten van Scia Engineer zijn beschikbaar: isobanden, isolijnen, DXF uitvoer, zoeken naar extremen, document.

De C1z, C2x en C2y coefficiënten, die door het programma berekend zijn, worden weergegeven. De contactspanningen tussen de funderingsplaat en de ondergrond in elke iteratiestap zijn ook beschikbaar.

Naadloze integratie Soilin is volledig in Scia Engineer geïntegreerd. De gegevens betreffende de ondergrond worden in de grafische omgeving van het programma ingevoerd. De iteratieve berekening van de structuur-ondergrond interactie is compleet geautomatiseerd. De resultaten van soilin kunnen aan het document toegevoegd worden.

Sterke punten ► Multiparametrische interactie tussen de

vloerplaat en de funderingsondergrond.

► Rekening houdend met: verdeling en

intensiteit van de belasting, contactspanning tussen de constructie en de ondergrond, geometrie van het funderingsoppervlak, plaatselijke geologische omstandigheden. ► Invoer van de ondergrond met behulp van gegevens van de sondering of boorgatmeting.

esas.06

45

Analyse

Trek- en drukstaven / Enkel druksteunpunt of bedding / Niet-lineaire veren / contactelementen / Geometrisch niet-lineaire berekening / Kabelanalyse / Stabiliteitsberekening / Plastische scharnieren staalconstructies / Geavanceerde berekening

Scia Engineer bevat meerdere uitbreidingen op de standaard lineaire berekening teneinde structuren te modelleren en te berekenen die een complexere opbouw hebben, of die op een realistischer manier dienen benaderd te worden. Met deze berekeningsmethodes volgt u de modernste trends in het ontwerp van constructies. Het gebruik van deze functionaliteiten is volledig geïntegreerd binnen de Scia Engineer omgeving, zodat de stap naar deze geavanceerde opties voor de gebruiker zeer klein is.

komt te staan. Algemener kan ook een grenskracht worden ingevoerd vanaf dewelke een staaf actief begint te werken.

Trek- en drukstaven

Enkel druk op steunpunt of bedding

Met deze module worden de volgende fysische niet-lineariteiten meegerekend: • Trekstaven; • Drukstaven; • Staven met een beperkt opneembare trek- of drukkracht.

Oplegproblemen kunnen worden gemodelleerd en opgelost door middel van in één richting werkende ondersteuningen. Deze werken alleen indien de constructie drukkracht ondergaat. De andere richting is vrij. Dit type opleggingen kan in elke mogelijke richting gedefinieerd worden, dankzij het gebruik van het lokale assenstelsel van knopen en staven. Deze functionaliteit is ook beschikbaar voor lijnopleggingen.

Trekstaven werken alleen als de toegepaste lasten ook daadwerkelijk een verlenging van de staaf veroorzaken, en dus trek in de staaf genereren. U kunt ook gebruik maken van staven die alleen drukkrachten op kunnen nemen. In dit geval werkt de staaf alleen als die onder druk

Sterke punten ► Gebruiksvriendelijk modelleren van speciale

constructieelementen.

► Eenvoudige toepassing van speciale

berekeningsmethodes.

► Fysisch en geometrische niet-lineariteiten.

► 2de orde en stabiliteitsberekeningen (globale

Met deze module kunnen de volgende fysische niet-lineairiteiten gemodelleerd en berekend worden: • Definitie van niet-lineaire veren, die kunnen worden toegekend aan opleggingen en interne scharnieren; • Speling zoals bijv. elementen die pas normaalkracht beginnen opnemen na een verlenging van 10 mm.

knikvorm).

Geometrisch niet-lineaire berekening

kunnen ingelezen worden als initiële vervorming voor 2de orde berekeningen.

Een geometrische niet-lineaire (of 2e orde) analyse wordt snel, precies en volgens de laatste normvoorschriften uitgevoerd.

► Resultaten van de globale knikvorm (stability)

46

Niet-lineaire veren / speling

esas.07, esas.08, esas.10, esas.11 inbegrepen in C P E

Dit omvat: • Berekening van de constructie in vervormde toestand, waarbij rekening wordt gehouden met secundaire effecten t.g.v. de vervorming. Door de vermenigvuldiging van P (axiale kracht op de staven) en delta (horizontale uitwijking van de staven), zullen de dwarsbelastingen (zoals de windlasten) in combinatie met de toegepaste verticale lasten extra momenten veroorzaken. De 2e-orde effecten zijn opgebouwd uit een lokaal of staaf 2e orde effect (ook wel P-D-effect genoemd) en de globale 2e-orde effecten (of P-D-effect); • Invloed van de normaalkracht op de stijfheid (“spanningsverstijving”); • Geometrische imperfecties (initiële vervormingen en staafimperfecties). Twee geometrisch niet-lineaire oplossingsroutines worden ondersteund teneinde een optimale oplossing te bieden voor elk type constructie: • Het Timoshenko-algoritme is optimaal voor gebouwen met kleine horizontale vervormingen waarbij de normaalkracht in de elementen constant blijft tijdens de 2e-orde berekening • De Newton-Raphson methode met stapsgewijze toepassing van de last. Deze methode is ideaal voor constructies met aanzienlijke vervormingen waarbij de normaalkracht in het element verandert gedurende de berekening

esas.09, esas.13, esas.14, esas.15 inbegrepen in P E

esas.12, esas.34, esas.37 inbegrepen in E

esas.07 / esas.08 / esas.09 / esas.10 / esas.11 / esas.12 / esas.13 / esas.14 / esas.15 / esas.34 / esas.37


Trek- en drukstaven / Enkel druksteunpunt of bedding / Niet-lineaire veren / contactelementen / Geometrisch niet-lineaire berekening / Kabelanalyse / Stabiliteitsberekening / Plastische scharnieren staalconstructies / Geavanceerde berekening

Analyse

Kabelberekening Het kabelelement biedt nauwkeurigere opties voor het modelleren en berekenen van structuren met kabels. Deze functie staat toe een initiële gekromde vorm van de kabel in te voeren. De kromming van de kabel geeft een evenwichtstoestand na belasting en initiële spanning.

Membraamberekening Het membraanelement maakt het mogelijk om schalen als 2D-oppervlakte elementen met enkel axiale trekstijfheid te berekenen.

Stabiliteit (globale knikvorm) Deze module bepaalt de globale knikvormen en kniklasten van een constructie. De gebruiker geeft het aantal gewenste knikvormen op dat hij wenst te berekenen. De knikbelasting wordt berekend met de subspace iteratie methode. De volledigheid van het resultaat wordt gecontroleerd met een Sturm-test. De niet-lineaire stabiliteitsanalyse bepaalt de structuurinstabiliteit in 2 stadia. In het eerste stadium worden de belastingen verhoogd tot de structuurinstabiliteit bereikt is. Alle nietlineaire effecten worden tijdens deze analyse in overweging genomen. Daarna, in het tweede stadium, worden de knikvormen en kniklasten met hoge precisie bepaald. De kennis van de knikbelasting stelt de gebruiker in staat om voor een constructie te bepalen of er al dan niet een 2e orde berekening nodig is. De maximale verhouding tussen de optredende belastingen en de knikbelasting om een eerste orde berekening toe te staan worden aangegeven in de verschillende bouwnormen.

De globale knikvorm van de constructie kan worden gebruikt als invoer voor de kritieke voorvervorming van de 2e orde berekening (zie hoger).

Plastische analyse (scharnieren) van staalconstructies Hiermee wordt de berekening van staalconstructies met plastische scharnieren (plastische – plastische berekening) uitgevoerd. De interactieformules tussen dwarskracht en plastisch moment zijn geïmplementeerd volgens EC3, DIN 18800 en NEN 6770. Indien het plastisch

moment van de doorsnede in een bepaald punt van de constructie wordt bereikt, wordt op die plaats een plastisch scharnier ingevoegd. Het gebruikte algoritme is geoptimaliseerd voor grote constructies. In elke stap worden alle staven in één rekenslag verwerkt en getest. De staven die in een eerdere iteratie voldeden aan de eisen kunnen desgevallend terug worden omgezet naar hun starteigenschappen indien de toestand van de constructie dat in verdere iteraties vereist. Het proces is iteratief en convergeert naar een exacte oplossing.

esas.07 / esas.08 / esas.09 / esas.10 / esas.11 / esas.12 / esas.13 / esas.14 / esas.15 / esas.34 / esas.37

47

Analyse

Enkel druk eindige elementen

Dankzij dit model krijgt de gebruiker een goed inzicht in het gedrag van constructies zoals schuine wanden of bouwkernen. Het is mogelijk om (gewapende) beton- of metselwerkconstructies in een 3D-omgeving doeltreffend te modelleren. Door een niet-lineaire berekening toe te passen op deze eindige elementen (meestal wanden) kan de gebruiker alle trekspanningen in het beton of het metselwerk reduceren, zodat dit leidt tot een systeem van enkel druk elementen. Het model kan de interne bogen/schoren boven openingen en deuren weergeven. Ook lateien boven openingen kunnen gemakkelijk gemodelleerd en als scharnierende balken beschouwd worden in de berekening. Wapening in het beton, bestand tegen trekkrachten, wordt gemodelleerd als een interne rib samen met het gebied en stijfheid van de wapeningskwaliteit. Met dit zogenaamde druk- en trekstang model beschikt de gebruiker eindelijk over een complete tool om het ontwerp te berekenen en de wapening in muren te controleren. Een niet-lineaire berekening wordt uitgevoerd voor het berekenen van deze enkel druk elementen. Door een aantal iteratiestappen te gebruiken wordt de stijfheid in de richting van de trekspanningen gereduceerd, en daaraan gekoppeld worden worden dus ook de trekkrachten in de structuur doeltreffend gereduceerd. Als de geometrie van de constructie dermate is dat een nieuw evenwicht in de uiterste grenstoestand gevonden wordt (bijv. door interne

Sterke punten ► Doeltreffend modelleren van structurele

48

elementen welke geen trek overdragen, bijvoorbeeld metselwerk. ► Geschikt voor complexe 3D-constructies met wanden voor afschuiving en stijve kernen. ► Diep inzicht in het fysisch gedrag van constructies.

esas.44

bogen of wapening) zal het convergentiecriterium bereikt worden. Met de functie om banen (trajecten) van de hoofdkrachten of –spanningen weer te geven, heeft de gebruiker de mogelijkheid het gedrag van de constructie nauwgezet te bekijken. Men kan duidelijk de interne druk- en trekstangen zien. De interne krachten op de wapening kunnen weergegeven worden als axiale normaalkrachten in de constructie . Andere resultaten zoals reacties en vervormingen zullen de gebruiker ook helpen om een goed inzicht te krijgen in de constructie . Deze module helpt de ingenieur met het ontwerp en de controle van complexe 3D-constructies met schuine wanden en bouwkernen. Het volgende praktische voorbeeld zal het verschil tussen een lineair elastische berekening (volgens de bruikbaarheidsgrenstoestand) en een niet-lineaire berekening aantonen door enkel druk eindige elementen (volgens de uiterste grenstoestand) te gebruiken.

lineair

Besluit Deze bijkomende module “enkel druk eindige 2D-elementen” is gewoon een must voor een ingenieur die dagelijks 3D-constructies of 2D-wanden berekent. Deze module verschaft een duidelijk inzicht in het gedrag van de constructie. Door deze module te gebruiken kan de gebruiker metselwerk of gewapende betonconstructies doeltreffend modelleren. Praktische toepassingen zijn o.a. metselwerkmuren met openingen, betonmuren met openingen, speciale betondetails zoals tandondersteuningen van balken.

niet-lineair

Inbegrepen in P E



Voor wie is de sequentiële analyse module bedoeld? • Voor wie te maken heeft met seismische berekeningen van stalen constructies en betonnen gebouwen. Volgens de seismische norm moet rekening gehouden worden met 2de orde effecten (bijv. trekstaven voor windverbanden). Bovendien zullen met de komst van de Eurocodes en Nationale bijlagen steeds meer landen te maken krijgen met een grotere vraag naar seismische verificatie vanwege wijzigingen ten opzichte van de voormalige nationale norm. • Ingenieursbedrijven die werken met stalen constructies die moeten worden gecontroleerd op hun algemene knikstabiliteit (stability). • Eenieder die rekening wil houden met de initiële vervorming van de constructie voor een niet-lineair gefaseerd model. • Eenieder die zijn limieten wil verleggen en geïnteresseerd is in geavanceerdere berekeningen voor nog nauwkeurigere resultaten.

Wat zijn de voordelen? • De sequentiële analyse levert u resultaten die onmogelijk te genereren zijn uit één analysestap.

Required module: esas.00.

Analyse

Met de sequentiële analyse krijgen ervaren gebruikers toegang tot rekenresultaten die niet beschikbaar zijn via één enkele analyse. Er zijn twee verschillende types sequentiële analyse beschikbaar. Het eerste type is een superpositie van twee verschillende berekeningsmethoden (bijv. lineaire + niet-lineaire berekening). Met andere woorden, de resultaten van beide berekeningen kunnen bij elkaar worden opgeteld. Dit wordt gedaan voor een niet-lineaire combinatie die wordt gecombineerd met een lineaire combinatie. Als tweede mogelijkheid kan gekozen worden voor een gefaseerde berekening. Dit betekent dat de tweede analyse start met de resultaten van de eerste. Er wordt hierbij rekening gehouden met de geschiedenis van het gedrag van de constructie. Voor dit type zijn verscheidene analyseparen mogelijk: • Lineaire stabiliteitsberekening na een nietlineaire berekening • Dynamische berekening na een niet-lineaire berekening • Een eigenmode-berekening die rekening houdt met niet-lineariteiten • Een harmonische berekening die rekening houdt met niet-lineariteiten • Een seismische berekening die rekening houdt met niet-lineariteiten

• Voortaan kunnen verschillende typen berekeningen worden gecombineerd om het effect van beide berekeningen te verifiëren. • Sequentiële analyse is een vereenvoudigde methode om nauwkeurige resultaten te verkrijgen in een globale analyse. Hiermee kunt u het model snel verifiëren. • Het biedt goed inzicht in de verkregen resultaten: u weet precies waarmee in de analyse rekening wordt gehouden. • Er wordt een realistischer gedrag van de constructie verkregen. Er wordt rekening gehouden met alle niet-lineariteiten die de werkelijke staat van de constructie weergeven. Een constructie met lokale en geometrische niet-lineariteiten zal bijvoorbeeld minder stijf zijn dan een constructie met een ideaal lineair gedrag. • Met deze methode kan worden voldaan aan de vereisten van de seismische norm: voor een seismische analyse moet rekening worden gehouden met 2e orde effecten.

Een niet-lineaire combinatie toevoegen aan een lineaire combinatie Het doel is de resultaten van een niet-lineaire combinatie toe te voegen aan die van een lineaire combinatie. Het eindresultaat is de som van twee verschillende typen berekeningen die niet samen kunnen worden uitgevoerd. Als voorbeeld kunnen we de berekeningen van invloedslijnen (mobiele lasten) gecombineerd met een niet-lineaire berekening nemen. Deze twee berekeningen zijn fundamenteel verschillend en kunnen niet in één stap worden uitgevoerd, maar het is interessant om het effect van beide te bekijken. Op dezelfde manier kan elk type lineaire berekening en elk type niet-lineaire berekening worden gecombineerd.

Sterke punten ► Niet-lineaire combinatie toevoegen aan een

lineaire combinatie

► Lineaire stability berekening (algemene

knikvorm analyse) na een niet-lineaire berekening ► Dynamische berekening na een niet-lineaire berekening ► Eigenwaarde berekening met niet-lineariteiten ► Harmonische berekening met niet-lineariteiten ► Seismische berekening met niet-lineariteiten

esas.45

49

Analyse


Dit geeft u snel een globaal beeld van de resultaten. De volgende functionaliteiten worden aanbevolen.

Een lineaire stabiliteitsberekening na een niet-lineaire berekening Het doel van de analyse is om rekening te houden met de geometrische niet-lineariteiten in de lineaire stabiliteitsberekening (algemene knikvorm analyse) van een constructie met 1D (staven) en/ of 2D (platen) elementen. In plaats van het initiële model te gebruiken, voert deze methode de lineaire stabiliteitsberekening uit op een model dat als initiële conditie het vervormde net gebruikt van een geometrisch niet-lineaire berekening. Scia Engineer ondersteunt verschillende typen niet-lineariteiten: • Er worden twee 2de orde typen aangeboden in Scia Engineer: Timoshenko en Newton Raphson. • Naast de 2de orde analyse zijn ook lokale geometrische niet-lineariteiten beschikbaar. Hier hebben we niet-lineariteiten van steunpunten (trek, druk, functie) en niet-lineariteiten van staven (alleen druk, alleen trek, speling, grenskrachten, voorspanning, kabels). Waarom gaat u deze functionaliteit gebruiken? Deze tool biedt u een duidelijk inzicht in wat er gebeurt tijdens de stabiliteitsberekening. Het is in feite een standaard stabiliteitsberekening, maar in dit geval met niet-lineariteiten als extra projectgegevens.

50

Dit kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor een stabiliteitscontrole van een stalen hal waarin de windverbanden die onder druk werken, worden verwijderd en waarvoor rekening wordt gehouden met de imperfecties. U weet dus daadwerkelijk wat er gebeurt: er wordt een stabiliteitscontrole uitgevoerd op een constructie met lokale nietlineariteiten en 2de orde effecten. Bovendien heeft u controle over de typen niet-lineariteiten die in de analyse moeten worden meegenomen.

esas.45

Een dynamische berekening na een niet-lineaire berekening De ondersteunde typen dynamische berekeningen in de sequentiële analyse zijn: • Eigenmode-berekening • Harmonische belastingsberekening • Seismische belastingsberekening Eigenmode-berekening met niet-lineariteiten Het doel van deze analyse is om eigenmodi te berekenen van een vervormd model waarvan de initiële staat invloed ondervindt van geometrische niet-lineariteiten. Naast de geometrische niet-lineariteiten waarmee rekening kan worden gehouden, worden ook lokale niet-lineariteiten ondersteund. Er wordt bijvoorbeeld rekening gehouden met alleen trekstaven in de eigenmode-berekening. De windverbanden die onder druk staan worden uit de constructie verwijderd. Hierdoor wordt het model minder stijf en trilt het langzamer dan een lineair model. Harmonische berekening met niet-lineariteiten Het doel van deze berekening is rekening te houden met niet-lineariteiten in de lineaire harmonische belastingsberekening. Dit gebeurt door gebruik te maken van modale vormen die zijn berekend met een model met de initiële condities van een eerder uitgevoerde geometrische nietlineaire berekening. Seismische berekening met niet-lineariteiten Met dit type sequentiële analyse kunt u rekening houden met niet-lineariteiten in de lineaire seismische belastingsberekening, gebruik makend van modale vormen die zijn berekend voor een model met de initiële condities van een eerdere geometrisch niet-lineaire berekening. Neem een constructie met alleen trekdiagonalen en 2de orde effecten waaronder initiële

vervorming. Vanwege de vermindering van de stijfheid is er sprake van lagere modi van het spectrum, hetgeen resulteert in grotere vervormingen. Deze functionaliteit volgt de richtlijnen van de norm: in een seismische berekening moet rekening worden gehouden met 2e orde effecten. Met de drie bovengenoemde typen niet-lineaire dynamische berekening kunt u kiezen welk type niet-lineariteit moet worden opgenomen in de analyse. Een gebouw dat onderhevig is aan seismische of harmonische belasting beschikt bijvoorbeeld over kolommen die een initiële scheefstand hebben en opleggingen of staafelementen die worden verwijderd als ze onder spanning staan. Hiermee wordt vanaf nu rekening gehouden bij de analyse met deze unieke functionaliteit.

Wateraccumulatie

Analyse

Binnen de Scia Engineer omgeving werd een module ontwikkeld voor het bepalen van de belasting ten gevolge van het accumuleren van water. De invoer gebeurt binnen een eenvoudige en intuïtieve werkomgeving. Scia Engineer werkt volledig driedimensionaal; dit houdt in dat ook de effecten van wateraccumulatie volledig 3D worden ingevoerd en doorgerekend. Uiteraard kan deze module eveneens op een 2D-structuur worden toegepast.

Werken met de module “Wateraccumulatie” De gebruiker definieert de gebieden van het dak waar de wateraccumulatie op kan treden. Indien meerdere gebieden in hetzelfde belastingsgeval worden gedefinieerd, kan rekening worden gehouden met het effect dat wateraccumulatie op verschillende plaatsen op het dak tegelijkertijd kan optreden. Of dat accumulatie op één plek de accumulatie op een andere plaats beïnvloedt. Voor elk gebied worden de locatie en de eigenschappen van de noodafvoer opgegeven zodat de waterhoogte berekend kan worden. Het afschot en/of zeeg, die de waterhoogte bepalen, worden in het constructiemodel gemodelleerd. Indien gewenst kan los van het constructiemodel een extra afschot gedefinieerd worden waarmee ook rekening wordt gehouden (bijv. als het afschot in de isolatie is verwerkt). Extra effecten zoals berging van water door de dakplaten of extra water door bijv. bouwfouten kunnen worden opgegeven. Alle ingevoerde gegevens worden in rekening gebracht om de initiële waterhoogte te berekenen voor de onvervormde constructie volgens NEN 6702 art. 8.7.1.5. Het noodafvoersysteem dat wordt ondersteund is een rechthoekige opening in de dakrand, die niet met de constructie mee vervormt. De noodafvoer heeft een stromingscapaciteit zoals beschreven in NEN 6702 art. 8.7.1.5. Voordat de initiële belasting bepaald kan worden moet de gebruiker

opgeven welke staven belast mogen worden. Koppelbalken of stabiliteitsverbanden, die wel gemodelleerd worden, krijgen zo geen belasting toebedeeld. Ze doen echter wel mee voor de stijfheid en de stabiliteit van de constructie. Tijdens de berekening wordt rekening gehouden met de aansluitingen tussen de staven. Tevens kan rekening worden gehouden met een modelfactor voor wateraccumulatie. Dit houdt in dat de stijfheid van de constructie wordt gereduceerd tijdens de wateraccumulatie berekening. De nauwkeurigheid van de berekening kan worden beïnvloed door het aantal plaatsen op de staaf waarvoor de waterbelasting wordt bepaald, en het aantal sneden waarvoor de resultaten worden berekend. Als de constructie sterk en stijf genoeg is zal de berekening convergeren naar een evenwichtstoestand die de uiteindelijke belasting bepaalt. Deze zal getoond worden met de bijbehorende maximum doorbuiging in elke iteratie stap. Indien blijkt dat de iteratie divergeert zal dit gemeld worden en de iteratie stopt. Na de berekening kan de belasting nog gecombineerd worden met andere belastingen en getoetst worden aan bijvoorbeeld de NEN 6770/6771.

Sterke punten ► Berekening van de plasvorming van regen-

water op daken volgens NEN 6702.

► Gedetailleerde invoer van het dakoppervlak,

de opslagcapaciteit, hellingen, afvoeren.

► Iteratieve berekening van de wateraccumu-

latie, rekening houdend met vervormingen door permanente belastingen.

Vereiste modules: esas.00 of esas.01. Voor het uitvoeren van de staal normcontrole nadien is esasd.01.xx. vereist.

esas.30

51

Analyse

Globale optimalisatie

Met deze module kan de gebruiker repetitieve berekeningen uitvoeren voor een project dat in de standaard Scia Engineer omgeving werd opgebouwd, teneinde het te gebruiken binnen de vereenvoudigde Scia ODA (One Dialog Application) oplossing. Het doel van deze repetitieve berekeningen is het vergelijken van verschillende varianten van hetzelfde project om bijvoorbeeld de goedkoopste, stijfste, lichtste, … oplossing te vinden.

Principe Het basisprincipe is dat parameters worden toegekend aan één of meerdere onderdelen van de te Analyseen constructie. Vervolgens worden de bereiken, waarbinnen deze individuele parameters kunnen variëren, gespecificeerd. Tot slot voert de batchprocessor de berekening uit voor alle mogelijke combinaties van de verschillende parameterwaarden. Het resultaat is een duidelijke tabel, waarin de geselecteerde resultaten van alle geanalyseerde gevallen samengevat worden.

Voorbereiding van het project voor optimalisatie De gebruiker moet eerst het model van de te Analyseen constructie voorbereiden binnen de

Sterke punten ► Een eenvoudig hulpmiddel voor de

52

herhaalde berekening van projecten en het vergelijken van de verschillende varianten om uiteindelijk tot de meest efficiënte oplossing te komen.

esa.23

volledige Scia Engineer omgeving. De gewenste elementen van de constructie krijgen een parameter toegewezen (zie module esa.11 – bijv. type profiel, lengte van de overspanning, waarde van de belasting, enz.). Vervolgens opent de gebruiker de XML manager en worden invoeren uitvoertabellen gedefinieerd. De invoertabel bevat de gedefinieerde parameters. De uitvoertabel kan bijv. interne krachten, berekende vervormingen, materiaallijsten, resultaten van de normcontrole, … bevatten. Zowel de invoer- als de uitvoertabellen moeten naar externe XML bestanden geëxporteerd worden. Tot slot wordt het project als een standaard esa-project opgeslagen.

formules voor de verdere nabewerking van de berekende resultaten gedefinieerd worden. Een constante kan bijvoorbeeld staan voor de prijs van 1 kg van het gebruikte materiaal en de formule kan de totaalprijs van de volledige constructie berekenen. De formule kan zeer complex (en dus compleet) zijn en bijvoorbeeld alle berekende varianten elimineren, indien een bepaalde waarde (bijv. de vervorming) een limietwaarde overschrijdt. Alle resultaten die verkregen worden uit de berekening van het project en uit de gespecificeerde formules, worden in een duidelijke en eenvoudige tabel samengevat.

Voorbereiding en uitvoering van de batchrun

Geavanceerde verwerking van de resultaten

Zowel het esa-project als de beide XML bestanden worden binnen Scia ODA ingelezen. Hier kunnen de bereiken voor de individuele parameters gespecificeerd worden (bijv. de lengte van de overspanning kan van 3 tot 6 meter variëren met een tussenstap van 50 cm). Bovendien kunnen bijkomende constanten en

Om de optimalisatie nog productiever te maken kunnen de resultaten nadien geëxporteerd worden naar een bestand van het CSV (comma separated value) of MS Excel (tm) formaat. Hiermee kan de gebruiker duidelijke en bedrijfseigen ‘state-of-the-art’ tabellen en overzichtelijke grafieken voorbereiden.


Algemene optimalisatie - Scia Engineer Optimiser

Scia Engineer Optimiser is een geavanceerde software tool voor de volledige optimalisatie van civieltechnische constructies. Scia Engineer Optimiser staat voor de combinatie van een wijdverspreid berekeningspakket (Scia Engineer) en een gesofistikeerde optimalisatiemotor (EOT). Deze twee programma’s zijn samen geïntegreerd en bieden een veelzijdige en complete optimalisatie-oplossing voor elk type constructie.

Rekening houdend met de invoer van de gebruiker vindt het rekenhart de gunstigste oplossing om een taak met een minimum aantal tussenstappen af te werken.

Optimalisatie van de workflow Het optimalisatieproces wordt verduidelijkt in de hieronderstaande afbeelding. Van zodra alle benodigde gegevens ingevoerd zijn, d.w.z. als het model van de geanalyseerde constructie gedefinieerd is, zoekt het systeem automatisch en zonder interactie van de gebruiker naar de meest gunstige oplossing. In de praktijk kunnen meerdere ‘meest gunstige’ oplossingen worden gevonden. In dit geval is het aan de gebruiker om de uiteindelijke beslissing te nemen. 1. Aanmaken van het model en parametriseren. Het model van de geanalyseerde constructie wordt aangemaakt met standaard Scia Engineerhulpmiddelen en -functies. De geometrie, randvoorwaarden, belastingen, enz. worden gedefinieerd. Parameters worden toegekend aan eigenschappen die tijdens de optimalisatie

kunnen wijzigen. De parameter duidt aan dat een specifieke eigenschap variabel wordt; de gebruiker definieert de beginwaarde ervan en indien nodig ook de limieten. Indien gewenst of nodig is het ook mogelijk om relaties tussen individuele parameters te omschrijven, bijv. de relatie tussen de breedte en hoogte van een doorsnede.

Analyse

• Scia Engineer is een veelomvattend softwarepakket voor de berekening, het ontwerp en de controle van civieltechnische constructies. De integratie van Scia Engineer in het totale optimalisatieproces is mogelijk door de volgende bijzondere eigenschappen: • Parameterisatie van het model biedt de mogelijkheid om directe (numerieke) waarden van individuele eigenschappen van Scia Engineer-entiteiten te vervangen door parameters. Het is mogelijk om parameters rechtstreeks in Scia Engineer of via een open communicatie-interface te bekijken en te bewerken. • Autodesign zoekt automatisch naar het optimaal ontwerp voor een specifieke grafische entiteit, bijv. de optimale afmeting van een staaldoorsnede of de optimale wapening in een betondoorsnede gebaseerd op berekende interne krachten. • XML-omgeving zorgt voor communicatie met andere toepassingen.

• EOT is een optimalisatierekenhart waarbij de gebruiker de doelfunctie van de optimalisatie definieert, de relaties tussen de parameters bepaalt en de meest geschikte optimalisatiemethode selecteert.

2. Definiëren van de doelfunctie en selecteren van de optimalisatiemethode De doelfunctie definieert wat moet geoptimaliseerd worden. Dat kan zowel prijs, gewicht, afmetingen, positie van een oplegging of locatie van een last zijn. Verder is het noodzakelijk om een van de beschikbare optimalisatiemethoden te selecteren. De geselecteerde methode kan invloed hebben op de tijd die nodig is voor het oplossen van het gezochte resultaat. 3. Optimalisatiecyclus Het optimalisatierekenhart (EOT) genereert de sets met parameters die gebruikt worden voor het aanmaken van een specifieke variant van het model. Scia Engineer ontvangt deze parameters en laat de voorgeschreven berekening, de normcontrole en indien nodig ook Autodesign, lopen. In de volgende stap gaan de resultaten weer naar EOT voor evaluatie, de parameters worden indien nodig aangepast en zo komt het systeem dichter bij de gewenste oplossing. Dit proces herhaalt zich tot uiteindelijk de meest gunstige oplossing wordt gevonden. 4. Evalueren van de meest gunstige oplossing Zoals reeds eerder vermeld, is het mogelijk dat meer dan één meest gunstige oplossing door het optimalisatierekenhart gevonden wordt (deze meest gunstige oplossingen vertegenwoordigen de lokale extremen van de doelfunctie - afhankelijk van de mathematische vertegenwoordiging van de doelfunctie beschikt deze over een of


esa.30

53

Algemene optimalisatie - Scia Engineer Optimiser

meerdere lokale extremen). Deze individuele meest gunstige oplossingen variëren misschien maar een beetje voor wat betreft de waarde van de doelfunctie maar ze kunnen daarentegen sterk verschillen in de waarden voor de parameters. Het gevolg is dat de constructie verschillende vormen kan aannemen. In dit geval is het de gebruiker die beslist welke variant uiteindelijk zal worden gebruikt.

Analyse

5. Uiteindelijke controle De uiteindelijke set parameters die voor de meest gunstige oplossing zorgt wordt dan gebruikt om de uiteindelijke variant van de constructie aan te maken. Alle vereiste berekeningstypes en controles die niet tijdens de optimalisatie uitgevoerd zijn kunnen nu uitgevoerd worden.

EOT - Optimalisatiemethoden Er zijn verschillende methoden in het EOT-optimalisatierekenhart geïmplementeerd: • Gradiëntmethoden: Sequentiële quadratische programmatie (SQP) Gradiëntmethoden staan bekend als heel efficiënte methoden om aanhoudende optimalisatieproblemen op te lossen. Ze komen bijvoorbeeld van pas bij het zoeken naar de meest optimale posities van knopen, opleggingen of bij de geometrie van doorsneden. Ze kunnen niet gebruikt worden voor optimalisatiewerkzaamheden met discrete waarden, als een selectie van gewalste profielen of voor de bepaling van een aantal wapeningsstaven, enz. Gradiëntmethoden werken normaal gezien heel snel maar er kunnen zich toch convergentieproblemen stellen in projecten met een groot aantal parameters en in taken waarin een gecompliceerde gradiëntvorm voorkomt. • Stochasticiteitsmethoden: Modified simulated annealing (MSA), Differentiële evolutie (DE) De stochasticiteitsmethoden zoeken proefondervindelijk naar resultaten en evalueren ze nadien. Deze groep bevat methoden die ook wel genetische algoritmen genoemd worden. Stochasticiteitsmethoden zijn enerzijds de meest stabiele maar anderzijds is de benodigde berekeningstijd ook veel hoger in vergelijking met de gradiëntmethode.

54

• Heuristische methoden: Nelder-Mead (N-M) Heuristische methoden delen de eigenschappen van zowel de gradiënt- als de stochasticiteitsmethoden. Hun snelheid - en stabiliteit - ligt ergens tussen de twee vorige methoden in.

esa.30

Dynamica en geavanceerde dynamica voor raamwerken en eindige elementen

Het dynamica-pakket is een krachtige module binnen Scia Engineer voor de berekening van de eigenwaarden en de eigenfrequenties, en de analyse van harmonische en seismische belastingen. Dit kan uitgevoerd worden voor zowel vlakke als ruimtelijke staaf- en eindige elementen constructies. Deze module is volledig geïntegreerd binnen de Scia Engineer werkomgeving.

Invoer van massa’s

Analyse

Een dynamische berekening is in principe niets anders dan een analyse van een systeem met massa’s en veren. De gebruiker voert dus massa’s in op de constructie. De massa van het eigen gewicht (eigen massa) van de constructie wordt automatisch in rekening genomen. Bijkomende locale en verdeelde massa’s kunnen worden ingevoerd op knopen, balken en platen. Het programma biedt ook de mogelijkheid om de massa’s automatisch af te leiden uit een statisch belastinggeval (de neerwaarts gerichte verticale belastingen worden in massa’s omgezet), zodat de invoer voor een dynamische berekening aanzienlijk wordt verminderd.

Berekening van de eigenwaarden en eigenfrequenties De natuurlijke frequenties (of eigenfrequenties) van de constructie worden berekend. De gebruiker kiest het aantal natuurlijke frequenties die hij wenst te berekenen. Voor elke eigenfrequentie wordt de eigenwaarde bepaald. Deze waarden worden berekend met de subspace iteratie-methode.

Uitvoer van resultaten De uitvoer van de eigenfrequenties en eigenwaarden kan zowel grafisch als numeriek worden verkregen. Alle bestaande basisfuncties zoals beschreven voor de lineaire berekening kunnen eveneens worden gebruikt voor de grafische weergave van de resultaten van de dynamische berekening. Handig is hierbij o.a. de animatie-weergave van de trilling van de structuur t.g.v. de verschillende frequenties. De numerieke uitvoer van de resultaten bevat de tabel van de frequenties en alle numerieke resultaten die in verband staan met de eigenwaarden (vervormingen, …).

Analyse van harmonische belastingen De respons van de constructie onder harmonische belastingen wordt berekend. De frequentie en demping (logaritmisch decrement) van het Inbegrepen in P E

Vereiste modules: esas.00 of esas.01.

Sterke punten ► Automatisch genereren van massa’s op

basis van het eigen gewicht en geselecteerde belastingsgevallen. ► Eigenmodes en eigenfrequenties. ► Respons op harmonische belasting. ► Respons op normgedefinieerde seismische belasting en gebruikersgedefinieerde spectra.


55

Analyse

Dynamica en geavanceerde dynamica voor raamwerken en eindige elementen

harmonische belastinggeval worden ingevoerd. De resultaten van de berekening zijn vergelijkbaar met die van een statische berekening: vervormingen, interne krachten en reacties worden op dezelfde manier geëvalueerd als na een statische analyse. Het is mogelijk om lineaire combinaties van statische belastinggevallen én harmonische belastinggevallen te definiëren. Analyse van seismische belastingen De respons van de constructie onder een dynamische belasting van het spectrale type (d.w.z. een belasting waarvan de spectrale dichtheid bekend is) wordt berekend. De berekeningsmethode wordt o.a. gebruikt voor controle van constructies tegen aardbevingen. De systeemdatabase bevat spectra volgens de Eurocode 8, PS 92 (Franse norm), DIN 4149, SIA 160 (Zwitserse norm) en de Turkse normen. Eigen en andere spectra kunnen door de gebruiker worden toegevoegd. De resultaten zijn vergelijkbaar met de resultaten van de lineaire berekening. In feite definieert men een seismische berekening als een bijzonder soort belastinggeval waar specifieke parameters kunnen aangepast worden, zoals bijv. verschillende seismische spectra in iedere richting of een berekening alleen voor de geselecteerde richting. Seismische belastinggevallen kunnen worden toegevoegd in combinatie met statische belastinggevallen. Om het aantal eigenwaarden te bepalen die in rekening moeten worden genomen, worden de modale participatie factoren aangegeven na de berekening.

Integratie met structuurberekening

56

Het rekenmodel is identiek aan dat van de klassieke structuuranalyse, en wordt dus direct overgenomen van deze Scia Engineer invoer. De resultaten kunnen uiteraard toegevoegd worden aan het document (rekennota) van het project.


Constructiefases raamwerken Constructiefases eindige elementen Niet-lineaire constructiefases fase 1

Steeds meer moderne civiele constructies worden ontworpen en geconstrueerd als hybride systemen opgebouwd uit meerdere materialen zoals staal, prefab-elementen en ter plaatse gestort beton. De hoofddragers worden dikwijls vooraf gefabriceerd en worden gebruikt als draagstructuur voor andere structuurelementen of delen van de structuur die later worden aangebracht.

De module constructiefases is een specifieke en praktische ontwikkeling binnen Scia Engineer voor wie geconfronteerd wordt met de constructie-analyse van deze hybride structuren. Met deze modules berekent de gebruiker een ononderbroken reeks van automatisch gegenereerde structuurmodellen die overeenstemmen met de betreffende constructiefases. De belangrijkste karakteristieken van de analyse van dergelijke structuren, van voorgespannen betonbalken en van gemixte staal-beton elementen in Scia Engineer zijn: • Opeenvolging van de montage of storten van de elementen; • Stap-voor-stap aanpassen van de doorsnede (zie module algemene sectie esa.07); • Trapsgewijs aanbrengen van de lasten en/of de voorspanning; • Wijzigingen in de randcondities; • Verwijderen van tijdelijke constructie-elementen. Met Scia Engineer kunnen ook speciale constructietechnieken worden gemodelleerd, zoals: • Het ontwerp van eenvoudige doorgaande liggers met daaropvolgend het storten van een composiet vloerplaat; • Gefaseerde opbouw van constructies met meerdere verdiepingen. Vooraleer de constructiefases worden ingevoerd, worden eerst alle dragende elementen, kabels, randvoorwaarden en relevante belastingsgevallen op de structuur gedefinieerd. Daarna worden alle elementen, kabels, opleggingen enz. stap-voor-stap aan de structuur toegevoegd. Indien een element wordt verwijderd of indien een randvoorwaarde wordt aangepast, worden de interne krachten

fase 3

fase 4

Analyse

Het gevolg van deze werkwijze is dat het statische systeem van de structuur wijzigt tijdens de verschillende constructiefases. Bijgevolg moeten ook effecten van het aanbrengen of verwijderen van opleggingen, aanpassingen in de belastingen enz. in rekening worden gebracht zowel tijdens de constructiefases als in gebruikstoestand.

fase 2

fase 5

fase 6

en de overeenstemmende reacties automatisch toegevoegd aan de belasting die op de aangepaste structuur wordt aangebracht. Bij gebruik van de modules esas.27 (constructiefases op staafstructuren) en esas.38 (constructiefases voor eindige elementen), worden de resultaten van de toename van de last in elk van de bouwfases (constructie of gebruikstoestand) opgeslagen in afzonderlijke belastingsgevallen. De finale resultaten van de lasten (interne krachten, vervormingen, spanningen, …) voor een gegeven constructiefase worden bekomen door de combinatie van de betreffende belastingsgevallen die op de structuur inwerken tot op het ogenblik van de gegeven fase. Belastingsgevallen die opgelegde variabele lasten voorstellen, kunnen aan deze combinaties worden toegevoegd. Bij gebruik van de module esas.28 (niet-lineaire constructiefases) wordt de berekening van de staafstructuur uitgevoerd met inachtname van de verschillende stadia, doch bij elk van deze fases wordt de vervormde toestand van de vorige fase als startgeometrie aangenomen. Kabels binnen de constructiefases kunnen enkel worden toegevoegd of verwijderd in combinatie met de module “esa.17 – Invoer van strengenpatronen”.

Inbegrepen in E

Vereiste modules: Voor esas.27: esas.00. Voor esas.28 en esas.38: esas.27.

Sterke punten ► Nauwkeurig modelleren van het construc-

tieproces inclusief de constructiefasen, de progressieve constructie van profielen, de geleidelijke toepassing van belastingen en voorspanning, verwijdering van tijdelijke structuurelementen. ► Wijzigingen in E-modulus en schuifspanningen tussen 2 onderdelen van een sectie.

esas.27 / esas.28 / esas.38

57

Analyse

Berekening van tijdsafhankelijke verliezen voor 2D-raamwerken

Met de module “Time Dependant Analysis – Tijdsafhankelijke Analyse” (TDA) kunnen de tijdsafhankelijke effecten van beton (sterkteontwikkeling, krimp en kruip) en voorspanning (relaxatie) berekend worden voor tweedimensionale raamwerken. In de praktijk wordt de “TDA” gewoonlijk gecombineerd met de module voor het Analyseen van de “Bouwfasen” en/of “Voorspanning”. De module “Algemene sectie (esa.07)” kan eveneens in deze berekeningen opgenomen worden. Alle bovenvermelde modules werden ontworpen voor het analyseren van voorgespannen beton en samengestelde constructies voor wat betreft het stapsgewijs opbouwen, het wijzigen van randvoorwaarden en de rheologische effecten van beton. De modules laten de volgende berekeningen toe: structurele analyse van zowel

Sterke punten ► Nauwkeurig modelleren van het

constructieproces.

► Voor 2D-raamwerkstructuren.

► Analyse van voorgespannen betonnen

58

en samengestelde structuren, inclusief de constructiefasen, de progressieve constructie van profielen, de geleidelijke toepassing van belastingen en voorspanning, verwijdering van tijdelijke structuurelementen.

esas.20

structuren in voorgespannen beton als samengestelde structuren, het achtereenvolgens assembleren of storten van structurele elementen, het progressief opbouwen van dwarssecties, het geleidelijk toepassen van belastingen en voorspanning en het verwijderen van tijdelijke structuurelementen. Speciale bouwtechnieken kunnen gemodelleerd worden, bijv. vrijdragende segmentconstructies met geprefabriceerde en ter plaatse gestorte segmenten, vooruitgeschoven elementen, tui- of kabelconstructies, omvorming van enkelvoudige balken in doorgaande liggers, het achtereenvolgens storten van samengestelde vloeren of het geleidelijk opbouwen van gebouwen met meerdere verdiepingen. De TDA-module berekent voor deze situaties de ontwikkeling van de krimp, de kruip, de sterkte en de relaxatie van het beton en, indien nodig, ook de verliezen in het voorspanstaal. Enkele praktijktoepassingen van de module: • Wisconsin Avenue Viaduct in Milwaukee, Wisconsin, USA, door CH2M Hill, Milwaukee, Wisconsin in samenwerking met Charles Redfield en Prof. Jiri Strasky. • Prefab segmentstructuur met vervangbare, ter plaatse gestorte dekvloer van een viaduct in Plzen. Door Strasky, Husty en Partners, Brno, Tsjechische Republiek. • Geleidelijk voorgespannen dwarsbalken in de draagconstructie van de Sazka Arena in Praag (Wereldkampioenschap ijshockey 2004), door PPP Pardubice, Tsjechische Republiek. Inbegrepen in E


Normcontrole staal EC3 – EN 1993

“EC3 – EN 1993 staal normcontrole” is een Scia Engineer module voor de volledige controle en het ontwerp van staalconstructies. Het programma is volledig geïntegreerd met de Scia Engineer berekeningsmodules. Met deze module heeft de constructeur een interactieve en grafische tool ter beschikking voor automatische spannings- en stabiliteitscontroles (knik, kip, plooien…) en optimalisatie van de constructie volgens de voorschriften van EC 3 – EN 1993.

Werken met de staalcode controle

Staalontwerp

Het ontwerp en de controle van de staaldoorsneden gebeuren in de grafische omgeving van Scia Engineer . De te controleren staven worden grafisch met de muis geselecteerd. Het tijdrovende werk met knoop- en staafnummers wordt hierdoor vermeden. Grafische functies als in- en uitzoomen, verschuiven, enz. en een vrije keuze van het zichtpunt op de structuur maken het werken eenvoudig, zelfs met complexe ruimtelijke structuren. Na selectie van de staaf, worden de samenvattende resultaten van de normcontrole onmiddellijk weergegeven in een duidelijk dialoogvenster. Een kort overzicht, de gedetailleerde spannings- en stabiliteitsberekening (met informatie betreffende de gebruikte formules) evenals de bepalende interne krachten worden weergegeven op het scherm. Alle belangrijke gegevens zijn aan te passen in dit dialoogvenster. Het resultaat van deze aanpassingen wordt onmiddellijk berekend en weergegeven. De volledig automatische profieloptimalisatie (AutoDesign) reduceert aanzienlijk de tijd die nodig is voor het ontwerp. U kiest de maximaal toegelaten eenheidscontrole en een doorsnedetype (I-doorsnede, hoekijzer, koker, …). Het programma selecteert in minder dan geen tijd de doorsnede die het best aan de normcontrole voor de geselecteerde staven voldoet. De automatische profieloptimalisatie kan voor alle standaardprofielen en voor variabel verlopende of parametrische profielen uitgevoerd worden. Voor variabel verlopende of parametrische profielen kiest de gebruiker welke parameter mag aangepast worden (hoogte, breedte, versterking…) De eenheidscontroles (percentage van gebruik t.o.v. de toelaatbare spanning) worden grafisch voorgesteld op het 3D-zicht van de structuur. Kleuren geven een duidelijk overzicht van over- of ondergedimensioneerde constructiedelen.


Numerieke uitvoer naar de printer of de rekennota (document) wordt door de gebruiker ingesteld: • Automatisch zoeken van extremen: kritische belastinggevallen/combinaties, kritische staven,… • Vrije uitvoerkeuze: • Kort: alleen eenheidscontroles van spannings- en stabiliteitscontrole; • Normaal: halve pagina met de belangrijkste resultaten voor een staaf;

Sterke punten ► Volledige integratie in de grafische


► Grafische invoer van alle vereiste

gegevens. Duidelijke grafische en tabelmatige uitvoer. ► Classificatie van profielen, spanningscontroles, stabiliteitscontrole, kromtrekking.

esasd.01.01

59

Normcontrole staal EC3 – EN 1993

• Gedetailleerd: 2 (of meer) pagina’s per staaf (met uitvoer van de toegepaste formules).

Naadloze integratie met de rekenmodule De resultaten van de berekening (eerste of tweede orde berekening) worden rechtstreeks overgenomen uit de Scia Engineer rekenmodules. Doorsneden worden rechtstreeks in het rekenmodel gewijzigd. De resultaten worden toegevoegd aan het document van het project.

Staalontwerp

Invoer van normfactoren Alle belangrijke factoren en coëfficiënten voor de controle worden door het programma voorgesteld en kunnen gewijzigd worden: • Basisgegevens (veiligheidsfactoren, vereiste controles, …); • Knikgegevens: kniklengte, schoortype (met of zonder verplaatsbare knopen),…; • Kipgegevens: kiplengte, positie van de belasting (boven- of onderflens, zwaartepunt), effectieve lengtefactoren k en kw, kipverstijvers op de boven- en benedenflens; • Verstijvers tegen plooien; • Beplatingen (steeldeck); • Een deel aan het begin en/of het einde van de staaf kan uitgesloten worden van de controle, teneinde met de invloed van consoles of externe verstijvingen rekening te houden; • Het doorsnedetype en de staalkwaliteit zijn wijzigbaar.

Controles

60

De kniklengte van elke staaf wordt berekend afhankelijk van het schoortype (methode van Wood). Speciale formules worden geïmplementeerd om de kniklengte van kruisende diagonalen (DIN 18800, Deel 2, Tabel 15) te berekenen. Het elastisch kritisch moment voor kip Mcr wordt berekend volgens de regels van EC 3 – ENV 1993 Annex F. Bovendien kan een gedetailleerde berekening van Mcr afgeleid worden via een eigenwaarde oplossing (zie daarvoor module esasd.14). De staafelementen worden gecontroleerd volgens de regels uit “Eurocode 3: Ontwerp van staalconstructies - Deel 1-1: Algemene regels en regels voor gebouwen - EN 1993-1-1:2005”. De doorsneden worden geclassificeerd volgens Tabel 5.2. Alle doorsnedeklassen worden gecontroleerd. Voor klasse 4 profielen (koudgevormde doorsneden) wordt de effectieve doorsnede in elk tussenpunt berekend volgens EN 1993-1-5:2006, Hoofdstuk 4.4.

esasd.01.01

De spanningscontrole gebeurt volgens art. 6.2.: de doorsnede wordt gecontroleerd op trek (art. 6.2.3.), druk (art. 6.2.4.), buiging (art. 6.2.5.), afschuiving (art. 6.2.6.), torsie (art.6.2.7.) en gecombineerde buiging, afschuiving en axiaalkracht (art. 6.2.8., art.6.2.9. en art.6.2.10.). De stabiliteitscontrole gebeurt volgens art. 6.3.: de staven worden gecontroleerd op knikken (art. 6.3.1.), kippen (art. 6.3.2.) en gecombineerde buiging met axiale druk (art. 6.3.3.). Het plooien wordt gecontroleerd volgens EN 1993-1-5:2006, Hoofdstuk 5. Voor I-profielen, U-profielen en koudgevormde profielen wordt met welving rekening gehouden. De kritische slankheid en torsiemomenten worden ook gecontroleerd. Voor geïntegreerde balken wordt de locale plaatbuiging in rekening genomen voor de capaciteit van het plastisch moment en de buigspanningen in de doorsnede. De belasting uit balans wordt gecontroleerd.

Ondersteunde profieltypes De volgende doorsnedetypes worden gecontroleerd: • Symmetrische en asymmetrische I-vormige doorsneden; • Rechthoekige holle doorsneden (kokers); • Ronde holle doorsneden (buizen);

• • • • • • • • • • •

Hoekijzers; U-profielen; T-profielen; Volle rechthoekige doorsneden; Volle ronde doorsneden; Alle samengestelde doorsneden die in Scia Engineer geïmplementeerd zijn; Consoles; I- doorsnede met variabel verlopende hoogte; Koudgevormde doorsneden samengesteld uit één plaat; Numerieke doorsneden, ingevoerd met hun statische eigenschappen; Geïntegreerde staven: IFB, SFB, THQ.

Nationale bijlagen of NAD (zie module esa.00) Er kan een specifieke nationale bijlage (NAD) voor de nieuwe Eurocodes gedefinieerd worden. In deze nationale bijlagen vindt de gebruiker de waarden van de parameters, op nationaal niveau gedefinieerd, in Scia Engineer terug. De systeembibliotheek verzamelt alle nationale bijlagen voor Eurocode 199x: combinaties (1990), belastingen (1991) en staal (1993). Als u op de betreffende configuratie-knop klikt, gaat u onmiddellijk naar het specifieke setup onderdeel waarin de afzonderlijke nationale parameters bekeken, gewijzigd en opgeslagen kunnen worden.

Staalnormcontrole volgens NEN 6770/6771

Werken met de staalnormcontrole Het ontwerp en controle van de staalprofielen wordt gedaan in de grafische omgeving van Scia Engineer. De te controleren staven worden grafisch geselecteerd met de muiscursor. Grafische functies als beeld verschuiven, in-/ uitzoomen, zoom venster, enz. en een vrijpunt-zicht maken het werk makkelijk, zelfs met complexe constructies. Na selectie van de staven worden de resultaten van de staalnormcontrole onmiddellijk weergegeven in een duidelijk dialoogvenster. Een beknopt overzicht, de gedetailleerde spannings- en stabiliteitsberekeningen (met uitvoer van de bijbehorende formules van de NEN), evenals de bepalende interne krachten kunnen worden weergegeven in het dialoogscherm. Alle belangrijke gegevens zijn aan te passen in dit dialoogvenster. Het effect van veranderingen wordt onmiddellijk berekend en weergegeven. De volledig automatische profieloptimalisatie reduceert aanzienlijk de tijd die nodig is voor het ontwerp. De gebruiker kiest de maximum toegestane waarde voor de eenheidscontrole en een type doorsnede (I-doorsnede, hoekijzer, koker… ). Het programma selecteert in zeer korte tijd het lichtste profiel dat aan de staalnormcontrole voor de geselecteerde staven voldoet.


De automatische profieloptimalisatie kan voor alle standaardprofielen en voor parametrische profielen uitgevoerd worden. Voor geparametriseerde profielen kiest de gebruiker welke parameter aangepast dient te worden (hoogte, flensdikte, …). De waarden van de eenheidscontrole worden grafisch weergegeven op het 3D-zicht van de constructie. Kleuren geven een duidelijk beeld van overen ondergedimensioneerde delen van de constructie. Numerieke uitvoer naar de printer of naar het document wordt door de gebruiker ingesteld: • Automatisch zoeken naar extremen: kritisch belastinggeval/combinatie, maatgevende staaf, … • Keuze in uitvoerformaat: • Kort: alleen eenheidscontroles van spanningen stabiliteitcontroles; • Normaal: 1/2 pagina met belangrijkste berekeningsgegevens, • Gedetailleerd: 2 (of meer) pagina’s per staaf (met uitvoer van de toegepaste formules).

Naadloze integratie met constructieve berekening De resultaten van de berekening (eerste-orde of tweede-orde berekening) worden direct van de Scia Engineer rekenmodules overgenomen. Doorsneden worden direct gewijzigd in het rekenmodel. De resultaten zijn beschikbaar in het document van het project.

Invoer faciliteiten Alle belangrijke factoren en coëfficiënten uit de NEN worden voorgesteld in het programma en

kunnen worden gewijzigd door de gebruiker: • Basisgegevens, zoals: veiligheidsfactoren, vereiste controles, … • Knikgegevens: kniklengte, geschoord / ongeschoord, … • Kipgegevens: kiplengte, lastpositie, kipsteunen, … • Plooiverstijvers; • Beplatingen; • Een deel aan het begin en aan het einde van de staaf kan uitgesloten worden van de controle, om met de invloed van de consoles of externe verstijvingen rekening te houden. Profieltype en staalkwaliteit kunnen eenvoudig worden gewijzigd.

Staalontwerp

“Normcontrole staal NEN” is een Scia Engineer module voor de volledige controle en ontwerp van stalen constructies. De module is volledig geïntegreerd met de Scia Engineer modules voor de constructieve berekening. Met deze module heeft de gebruiker een interactief, grafisch hulpmiddel ter beschikking voor automatische spanning-,stabiliteitscontrole (knik, kip, plooi……), doorbuigingscontrole en optimalisatie van de constructie volgens de voorschriften van de NEN 6770/6771.

Controles De doorsnede wordt geclassificeerd volgens NEN 6771, tabel 1 (klasse 1, 2, 3 of 4). De doorsnedecontrole beschouwt de volgende criteria: • Trek: NEN6770, art. 11.2.1; NEN 6771, art. 11.2.1; • Druk: NEN6770, art. 11.2.2; NEN 6771, art. 11.2.2; • Dwarskracht: NEN6770, art. 11.2.4; NEN 6771, art. 11.2.4;


gebruikersinterface

► Grafische invoer van alle vereiste

gegevens. Duidelijke grafische en tabelmatige uitvoer. ► Classificatie van profielen, spanningscontroles, stabiliteitscontrole, kromtrekking.

esasd.01.03

61

Staalontwerp

Staalnormcontrole volgens NEN 6770/6771

• Buiging, dwarskracht en normaalkracht: NEN6770, art. 11.3; NEN 6771, art. 11.3. Voor de stabiliteitscontrole worden de volgende criteria beschouwd: • Druk: NEN 6771, art. 12.1.1.1 / 12.1.2 / 12.1.3; • Kip: NEN 6771, art. 12.2; • Knik: NEN 6771, art. 12.3; • Plooi: NEN 6771, art. 13.8 / 13.9. Voor I-, U- en koudgevormde doorsneden kan welving worden beschouwd. Een controle op kritische slankheid en wringingsmomenten is geïmplementeerd. Voor geïntegreerde liggers wordt rekening gehouden met het lokaal buigen van de plaat voor het plastisch uiterst opneembaar moment en de buigspanningen in de doorsnede. Deze extra spanningscontrole wordt gedaan volgens ECCS nr. 83: “Rekenregels voor slanke vloeren met ingestorte balken”. Tevens wordt de niet symmetrisch verdeelde belasting gecontroleerd.

Ondersteunde doorsneden De volgende doorsneden worden gecontroleerd: • Symmetrische en a-symmetrische I-doorsneden; • RHS-doorneden; • CHS-doorsneden; • Hoekijzers; • U-doornseden; • T-doorsneden; • Rechthoekige doorsneden; • Cirkelvormige doorsneden; • Alle samengestelde doorsneden in Scia Engineer; • Consoles; • I-doorsneden met variabele hoogte; • Koudgevormde doorsnede, ingevoerd met de statische eigenschappen; • Samengestelde drukstaven; • Geïntegreerde liggers: IFBA, IFBB, SFB, THQ.

62 esasd.01.03

Brandwerendheidscontrole EC3

Naadloze integratie met de constructie-berekening De resultaten van de berekening (eerste orde of tweede orde berekeningen) worden direct van de Scia Engineer rekenmodules overgenomen. Doorsneden worden onmiddellijk in het rekenmodel gewijzigd. De resultaten zijn beschikbaar in het document van het project. Invoer faciliteiten Alle belangrijke factoren en coëfficiënten voor de brandwerendheid worden voorgesteld door het programma en kunnen door de gebruiker worden aangepast: • Basisinstellingen voor Brandwerend- heid: • Selectie van de brandkromme (ISO 834, gereduceerde brandkromme, externe brand, koolwaterstof brandkromme, sluimerende brand);

Vereiste module: esasd.01.01.

• Factoren voor het definiëren van de netto hitteflux; • Berekeningstype: het ontwerp kan worden uitgevoerd in het weerstandsdomein en het temperatuurs-tijdsdomein; • De controles kunnen worden uitgevoerd volgens EC3-1-2, of volgens de “Model Code voor Brandwerend- heid” (ECCS – N° 111) (ECCS - N° 111); • Veiligheidsfactoren voor brandwerendheid. • Brandwerendheidsgegevens: per staaf kunnen individuele gegevens worden ingesteld. De tijdweerstand (bijv. RF 90) en de isolatie eigenschappen (materiaal en omhulsel) worden geselecteerd. • De isolatiematerialen worden gekozen uit de isolatie-database. De standaard isolatiedatabase bevat de meest gebruikte isolatiematerialen (bordbescherming, spuitmateriaal, opschuimende verf). • Naast de brandwerendheidsgegevens, zijn de volgende standaardinstellingen voor de staalcontrole beschikbaar gebleven: • Basisgegevens (veiligheidsfactoren, vereiste controles,…); • Knikgegevens: kniklengtes, schoortype (met of zonder windverbanden),…; • Kipgegevens: kiplengte, positie van belasting (boven- of onderflens, zwaartepunt), effectieve lengtefactoren k en kw, kipverstijvers op de boven- en onderflens,…; • Verstijvers tegen plooien; • Beplatingen (steeldeck); • Een deel aan het begin en het einde van de staaf mag uitgesloten worden van de controle, om met de invloed van consoles of externe verstijvingen rekening te houden.

Staalontwerp

De module “Brandwerendheidscontrole EC3” van Scia Engineer omvat de complete controle en ontwerp van staalconstructies tijdens brandbelasting. De module is volledig geïntegreerd binnen de Scia Engineer omgeving voor de stabiliteitscontrole van staalconstructies. Met deze module beschikt de constructeur over een krachtige, interactieve en grafische tool voor de automatische spannings- en stabiliteitcontroles (knik, kip, plooien) volgens de regels uit de ‘EN 1993-1-2:2005’. De controles worden uitgevoerd in het weerstandsdomein of in het temperatuurstijdsdomein. Werken met “Brandwerendheid EC3” Het ontwerp en controle van de staalprofielen voor brandwerendheid wordt uitgevoerd in de grafische omgeving van Scia Engineer. De werkwijze is identiek aan deze van de staalspanningscontrole-module (zie esasd.01.01). Grafische functies als in- en uitzoomen, verschuiven, enz. en een vrije keuze van het zichtpunt op de structuur maken het werken eenvoudig, zelfs met complexe ruimtelijke structuren. De eenheidscontroles (gebruikspercentages) worden grafisch op het 3D-aanzicht van de constructie voorgesteld. Kleuren geven een duidelijk overzicht van overen ondergedimensioneerde delen van de constructie. Numerieke uitvoer naar de printer of naar het document wordt door de gebruiker ingesteld: • Automatisch zoeken voor extremen: kritisch belastingsgeval/combinatie, kritische balk,… • Vrije keuze van de uitvoer: • Kort: alleen eenheidscontroles van spannings- en stabiliteitscontroles; • Normaal: ½ pagina met de belangrijkste gegevens van een staaf; • Gedetailleerd: 2 pagina’s per staaf (met uitvoer van de toegepaste formules).



► Geïntegreerde bibliotheek van

isolatiematerialen.

► Voor gebruik in combinatie met bereke-

ningen van de eerste en de tweede orde.

► Duidelijk en overzichtelijk rapport.

esasd.05.01

63

Brandwerendheidscontrole EC3

Staalontwerp

Controles Voor elke staaf worden de classificatie van de doorsnede, de doorsnedecontrole en de stabiliteitscontrole uitgevoerd. De volgende controles worden uitgevoerd: EC3-1-2: • Classificatie van de doorsnede: art. 4.2.2; • Weerstand voor staven onder trek: art. 4.2.3.1; • Weerstand voor staven onder druk (klasse 1,2 of 3): art. 4.2.3.2; • Weerstand voor elementen (klasse 1,2): art. 4.2.3.3; • Weerstand voor elementen (klasse 3): art.4.2.3.4; • Weerstand voor staven (klasse 1,2,3) onder buiging en druk: art. 4.2.3.5; • Kritieke temperatuur: art. 4.2.4 ECCS Model Code voor Brandwerendheid; • Weerstand voor staven onder trek: art. III.5.2; • Weerstand voor staven onder druk (klasse 1,2 of 3): art. III.5.3; • Weerstand voor elementen (klasse 1,2): art. III.5.4; • Weerstand voor elementen (klasse 3): art. III.5.5; • Weerstand voor elementen (klasse 1,2,3) onder buiging en druk: art. III.5.6; • Weerstand voor elementen (klasse 4): art. III.5.7; • Kritieke temperatuur: art. III.5.8 Ondersteunde profieltypes.

Ondersteunde profieltypes De volgende doorsneden worden volgens de EC3 gecontroleerd: • Symmetrische en asymmetrische I-vormige doorsnede; • Rechthoekige holle doorsnede; • Ronde holle doorsnede; • Hoekijzers; • U-profielen; • T-profielen; • Volle rechthoekige doorsnede; • Ronde doorsnede; • Alle samengestelde profielen geïmplementeerd in Scia Engineer; • Consoles; • I doorsnede met variabele hoogte; • Koudgevormde doorsneden gemaakt van één plaat; • Numerieke doorsneden, ingevoerd door de statische eigenschappen; • Opgebouwde drukstaven; • Geïntegreerde balken (ingebouwde balken): IFB, SFB, THQ.

64 esasd.05.01

Brandwerendheidscontrole NEN 6072

De module is volledig geïntegreerd binnen de Scia Engineer omgeving voor de stabiliteitscontrole van staalconstructies. Met deze module beschikt de constructeur over een krachtige, interactieve en grafisch gereedschap voor de automatische spannings- en stabiliteitcontroles (knik, kip, plooi) volgens NEN 6072. De controles worden uitgevoerd in het weerstandsdomein of in het temperatuur/tijdsdomein.

Werken met brandwerenheid NEN 6072 Het ontwerp en de controle van staalprofielen voor brandwerendheid wordt uitgevoerd in de grafische omgeving van Scia Engineer. De werkwijze is identiek aan deze van de staalspanningscontrole-module (zie esasd.01.03). Grafische functies als in- en uitzoomen, verschuiven, enz. en een vrije keuze van het zichtpunt op de structuur maken het werk eenvoudig, zelfs met complexe constructies. De eenheidscontroles worden grafisch op het 3D-aanzicht van de constructie voorgesteld. Kleuren geven een duidelijk overzicht van overen ondergedimensioneerde delen van de constructie. Numerieke uitvoer naar de printer of naar het document wordt door de gebruiker ingesteld: • Automatisch zoeken naar extremen: kritisch belastinggeval/combinatie, maatgevende staaf, … • Keuze in uitvoerformaat:

Vereiste module: esasd.01.03.

• Kort: alleen eenheidscontroles van spanningen stabiliteitcontroles; • Normaal: ½ pagina met belangrijkste berekeningsgegevens; • Gedetailleerd: 2 (of meer) pagina’s per staaf (met uitvoer van de toegepaste formules).

Naadloze integratie met de constructieve berekening De resultaten van de berekening (eerste-orde of tweede-orde berekening) worden direct van de Scia Engineer rekenmodules overgenomen. Doorsneden worden direct gewijzigd in het rekenmodel. De resultaten zijn beschikbaar in het document van het project.

Invoer faciliteiten Alle belangrijke factoren en coëfficiënten voor brandwerendheid worden voorgesteld door het programma en kunnen door de gebruiker worden aangepast: Basisinstelling voor Brandwerendheid NEN: • Selectie van de brandkromme (ISO 834, gereduceerde brandkromme, externe brand, koolwaterstof brandkromme, sluimerende brand); • Berekeningstype: Het ontwerp kan worden uitgevoerd in het weerstandsdomein en het temperatuurs-tijdsdomein; • Automatische bepaling van de incidentele combinatie t.g.v. brand. Brandwerendheidsgegevens: per staaf kunnen individuele gegevens worden ingesteld. De tijdweerstand (bijv. RF 90) en de isolatie eigenschappen (materiaal en omhulsel) worden geselecteerd.

De isolatiematerialen worden gekozen uit de isolatie-database. De standaard isolatie-database bevat de meest gebruikte isolatiematerialen (bordbescherming, spuitmateriaal, opschuimende verf). Naast de brandwerendheidsgegevens, zijn de volgende standaardinstellingen voor de staalcontrole beschikbaar gebleven: • Basisgegevens NEN 6770 (veiligheidsfactoren, benodigde controles,…); • Knikgegevens: kniklengtes, geschoord / ongeschoord; • Kipgegevens: kiplengte, lastpositie (stabiliserend, destabiliserend, normaal), effectieve lengtefactoren, kipsteunen op boven of onderflens; • Plooiverstijvers; • Beplatingen.

Staalontwerp

De module “Brandwerendheidscontrole NEN 6072” van Scia Engineer omvat de complete controle en ontwerp van staalconstructies tijdens brandbelasting.

Een deel aan het begin en het einde van de staaf mag uitgesloten worden van de controle, om met de invloed van consoles of externe verstijvingen rekening te houden

Controles Voor elke staaf worden de classificatie van de doorsnede, de doorsnedecontroles en de stabiliteitscontroles uitgevoerd. De volgende controles



► Geïntegreerde bibliotheek met

isolatiematerialen.

► Voor gebruik in combinatie met bereke-

ningen van de eerste en de tweede orde.

► Duidelijk en overzichtelijk rapport.

esasd.05.03

65

Brandwerendheidscontrole NEN 6072

worden uitgevoerd: NEN 6770/6771: • Classificatie van de doorsnede: art. 4.2.2; • Capaciteit van trekstaven: art. 4.2.3.1; • Capaciteit van drukstaven (klasse 1,2 of 3): art. 4.2.3.2; • Capaciteit van balken (klasse 1,2): art. 4.2.3.3; • Capaciteit van balken (klasse 3): art.4.2.3.4; • Weerstand van staven (klasse 1,2,3) onder druk en buiging: art. 4.2.3.5; • Kritische temperatuur: art. 4.2.4.

Staalontwerp

Ondersteunde doorsneden De volgende doorsneden worden volgens de NEN gecontroleerd: • Symmetrische en asymmetrische I-profielen; • Rechthoekig kokerprofielen; • Cirkelvormige kokerprofielen; • Hoekprofielen; • U-profielen; • T-profielen; • Rechthoekige profielen; • Cirkelvormige profielen; • Alle samengestelde doorsneden in Scia Engineer; • Consoles; • I-profiel met variabele hoogte; • Koudgevormde profielen van één enkele plaat; • Numerieke profielen.

66 esasd.05.03

Scia Steigerbouw

Staalontwerp

De innovatieve technologieën als parametrische invoer, sjabloonberekening en TrueAnalysis, tezamen met geavanceerde berekeningsopties die verschillende typen niet-lineariteit afdekken, stellen de ingenieur in staat echte bedrijfsspecifieke engineering uit te voeren op het gebied van steigerontwerp.

Modellering Scia Steigerbouw omvat verschillende benaderingen voor het modelleren van verschillende typen steigers. De gebruiker kiest wat het beste past bij zijn eigen behoeften. Soorten steigers Zowel staal als aluminium kunnen als materiaal worden ingevoerd en berekend. Buis en koppelingsteigers bestaan uit buizen die aan elkaar zijn bevestigd met koppelingen. Het belangrijkste voordeel hiervan is hun veelzijdigheid. Scia Steigerbouw modelleert dit met behulp van de typen koppelingen die vermeld staan in bijlage C bij EN 12811-1. Modulaire systemen worden gedefinieerd als systemen waarbij de liggers en staanders afzonderlijke componenten zijn. De staanders hebben de eigenheid om op vooraf gedefinieerde (modulaire) intervallen andere steigercomponenten te bevestigen. Eén van de belangrijkste voordelen van dit systeem is een korte opbouwtijd. Raamwerken (kaders) zijn een speciaal type van modulaire systemen waarbij staanders en dwarsbalken reeds aan elkaar zijn gelast als vaste raamwerken. Vereiste module: esas.00.

Modelleringsmethoden Directe steigermodellering Alle standaard modellerings- en manipulatiefuncties (kopiëren, verplaatsen, spiegelen, enz.) en alle beschikbare hulpmiddelen (UCS, activiteit, lagen, enz.) van de generieke Scia Engineeromgeving worden gebruikt voor het opzetten van een berekenings- en teken (of CAD) model van de steiger. Linken met CAD Als een digitaal 2D- of 3D-CAD model van de steiger beschikbaar is, wordt dit rechtstreeks geïmporteerd als berekeningsmodel. Zelfs een architectuurmodel wordt geïmporteerd, waardoor de gebruiker de steiger naast het bestaande gebouw kan modelleren. Eigen blokken Daarnaast worden alle vooraf voorbereide gebruikersblokken, - d.w.z. gestandaardiseerde

Sterke punten ► Volledige integratie in de generieke

grafische gebruikersinterface

► Integratie van volledige modellering,

berekeningen en tekeningen

► Gedetailleerde modellering van alle

steigeronderdelen

► Semi-automatische bepaling van

kniklengtes

► Specifieke controles volgens EN 12810 en

EN 12811

67 esasd.13.01

Scia Steigerbouw

windbelasting. Buiten gebruik: gekarakteriseerd door een extreme windbelasting en een klein percentage van de werkbelasting.

Staalontwerp

Hierbij wordt in hoge mate gebruik gemaakt van twee unieke functies van Scia Engineer: sjabloonberekening en belastingsgeneratoren. Sjablonen besparen veel moeite omdat hierin alle vereiste belastinggevallen en combinaties vooraf zijn vastgelegd. Belastinggeneratoren stellen de gebruiker in staat het lastvlak te definiëren, waarna het programma automatisch de belasting verspreidt over alle staven binnen dat vlak. Dit wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het genereren van de windbelasting op de steiger. Berekening

of parametrische blokken geometrie die door de gebruiker zijn gedefinieerd (bijv. vaak gebruikte kaders, trappen, …), ingelezen in het model van de berekende steiger. Steigersjablonen Ingenieurs die regelmatig steigers ontwerpen zullen veel voordeel halen uit de mogelijkheid om op maat gemaakte sjablonen op te stellen voor alle typen steigers waarmee zij te maken hebben. Het voordeel van het gebruik van sjablonen is dat de meest courante gegevens (bijv. materialen, doorsneden, stijfheden, combinaties, basisgeometrie, enz.) slechts één keer worden gedefinieerd (nl. bij het maken van de sjabloon) waardoor de invoer van gegevens zeer snel verloopt.

Berekening Het berekenen van de steiger omvat een juiste definitie van belastingen en combinaties, berekening en ontwerp conform de steigernorm. Lasten en combinaties

68

De berekening omvat standaard lineaire elastische analyse, alsook een 2de orde analyse, waarbij zowel globale (P-D) als lokale (P-d) effecten een rol spelen. Scia Engineer maakt gebruik van de algemene knikvormanalyse (stability) om de knikvormen van de steiger te bepalen, die vervolgens worden gebruikt als imperfecties voor de volledige 2de orde analyse. Andere berekeningsfuncties worden gebruikt voor het in rekening brengen van verschillende specifieke aspecten van steigerstructuren: nietlineaire functies voor koppelingstijfheid, wrijvingssteunpunten voor voetspindels, opleggingen die enkel druk opnemen (bijv. afsteunen op een dakconstructie), speling op de aansluitingen enz. Ontwerp: grenstoestanden In de uiterste grenstoestand worden de staven van de steiger gecontroleerd conform de capaciteitscontrole die is vastgelegd in EN 12811-1. Scia Steigerbouw voert ook een koppelingscontrole uit zoals vastgelegd in EN 12811-1. Naast de specifieke steigercontroles, is volledig ontwerp en controle van de constructie volgens EN 1993-1-1 en EN 1999-1-1 ook beschikbaar voor die steigers die niet voldoen aan de voorwaarden van EN 12811. Bovendien kunnen gebruikers vervormingen van de steiger beoordelen en zelfs een controle uitvoeren op de relatieve vervormingen. Dit is met name belangrijk voor de liggers die de vlonders ondersteunen.

Volgens EN 12811-1 moet een steiger worden ontworpen en gecontroleerd onder twee specifieke aannames:

Steigercomponenten

In gebruik: gekarakteriseerd door een hoge werkbelasting en slechts een beperkte

Scia Scaffolding biedt uitbgebreide mogelijkheden voor een nauwkeurige modellering van

esasd.13.01

verschillende steigercomponenten, inclusief de bijbehorende specifieke eigenschappen. Diagonalen worden doorgaans bevestigd met een excentriciteit vanwege de geometrie van de bevestiging tussen de staanders en de diagonalen. Naast de excentriciteit is een speciaal gedrag van diagonalen in modulaire systemen dat deze meestal een kleine speling in de lengterichting hebben, die wordt veroorzaakt door een kleine speling op de aansluiting. Als specifieke testresultaten voor de diagonalen van modulaire systemen beschikbaar zijn, wordt de stijfheid die wordt ontleend aan de tests verantwoord met een translatieveer. Scia Steigerbouw omvat een uitgebreide bibliotheek met koppelingen, die de verschillende typen bevat die vermeld staan in bijlage C bij EN 12811-1, inclusief de stijfheid. De gebruiker kan aan deze open bibliotheek ook eigen koppelingen toevoegen. Steigerconstructies hebben doorgaans twee typen vloersystemen: metalen vlonders of houten planken. Met de metalen vloerplaten wordt rekening gehouden bij de stijfheid van het berekeningsmodel. Als echter houten planken worden gebruikt, kan met de stijfheid van de planken geen rekening worden gehouden, omdat de planken los op de dwarsbalken worden gelegd. In dit geval worden de planken gemodelleerd als een extra belasting. Voetspindels onderaan de steiger vertonen specifiek gedrag. In de meeste gevallen worden de voetspindels niet vastgezet aan de grond. Bovendien is de horizontale weerstand volledig afhankelijk van wrijving. Deze wordt gemodelleerd met behulp van wrijvingssteunpunten. Ook de verbinding tussen de verankeringen en de gevel - zoals vastgelegd in EN 12810-2 wordt effectief gemodelleerd.

Tekeningen Een afzonderlijke module [zie esadt.01 Overzichttekeningen staal] is een extra en zeer handig hulpmiddel voor het automatisch genereren van 2D- en 3D-overzichtstekeningen van de constructie. De gegenereerde beelden kunnen worden bewerkt, gecombineerd met andere tekeningen en ingevoegd in een paperspace tekening (bijv. Plan op A0-formaat). Alle tekeningen blijven gekoppeld aan het oorspronkelijke model, zodat ze automatisch opnieuw worden gegenereerd na elke wijziging van het model.

Scia Steigerbouw

Normcontroles voor steigerbouw Deze module omvat de invoer van de initiële vervorming van steigerconstructies, samen met de elementencontrole (DIN 4420 deel 1) en de controles van de verbindings- of steigerkoppeling voor steigers volgens EN 12811-1 Uitbreidingen van de EN Staalnormcontrole volgens de Steigernorm EN 12811-1

In Scia Engineer wijkt de bepaling van deze systeemlengtes (en kniklengtes) over een knoop met flexibele scharnier af van de standaardoplossing. Als de steigerfunctie geselecteerd is, negeert deze bepaling de knoop met de flexibele scharnier en loopt de systeemlengte automatisch verder na deze knoop, waardoor deze niet als verdeler voor de kniklengtes beschouwd wordt.

Bepaling van de systeem- en kniklengtes voor kolommen die lopen over een flexibele scharnier In normale omstandigheden worden staanders als doorgaand beschouwd. Bij steigers is de verbinding tussen de staanderelementen echter meestal een flexibele scharnier. Dit betekent dat de systeemlengte over deze flexibele veer heen moet doorlopen. Vroeger werd de systeemlengte automatisch gestopt in een knoop als er daar een vrije of flexibele scharnier gevonden werd.

Staalontwerp

De staalnormcontrole volgens Eurocode werd uitgebreid met het specifieke ontwerp van steigerelementen. Deze uitbreidingen hebben betrekking op: • De controle van buiselementen (art. 10.3.3.2; interactievergelijking) • De controle van voetspindels volgens de Eurocode (controle van het bezwijkmoment (Mu) in functie van de axiale kracht in de geselecteerde staander) • De controle van niet-lineaire scharnieren (koppelingen) in de aansluiting tussen staanders en liggers, staanders met diagonalen en algemeen tussen de liggers. Deze koppelingen worden binnen Scia Engineer uit een voorgedefinieerde en open gebruikersbibliotheek gekozen. • De controle van de weerstandswaarden t.o.v. de berekende interne krachten (Bijlage C van EN12811-1) en de combinatie van deze acties

(art. 10.3.3.5; vergelijking 10 en 11) voor deze koppelingen. De beschikbare koppelingstypes zijn: • Kruiskoppeling (al dan niet doorgaand) • Slipkoppeling • Draaikoppeling • Voetspindel • Parallelle koppeling

Steigerconstructie ontworpen in Scia Engineer (afb. rechts) en geëxporteerd in de CAD applicatie (afb. onder)

69 esasd.13.01

Nota’s

70

Raatliggers

De interne krachten van de raatliggers worden door de Scia Engineer solver op voorgedefinieerde sneden van de ligger gegenereerd. De krachten worden op verschillende plaatsen langs de openingen in het lijf gegenereerd. De interne krachten dienen als invoer voor de controle van de Arcelor raatligger door de ArcelorMittal solver volgens EC3 - Bijlage N: ENV 1993-1-1: 1992/A2.

Belangrijkste kenmerken Het programma voert weerstandscontroles uit in grenstoestand (controle van de weerstand van de doorsnede, plaat- of lokale knik, kip) volgens de principes van de Eurocodes 3 (Eurocode 3: Ontwerp van staalstructuren - Annex N: Openingen in het lijf. ENV 1993-1-1: 1992/A2.) Het programma berekent de maximum vervorming voor elke combinatie die door de gebruiker gedefinieerd werd in de bruikbaarheidsgrenstoestand (BGT). De gebruiker dient wel nog zelf te controleren of de bekomen vervorming voldoet aan de criteria van het project en, indien gewenst, of voorafgaande welving nodig is. Vooraleer aan de gedetailleerde berekeningen te beginnen voert het programma voorafgaandelijke controles uit; hierbij wordt de aanwezigheid van de openingen in het lijf volledig genegeerd. In het geval dat een ontwerpcriterium overschreden wordt verschijnt de melding: “De te berekenen configuratie valt mogelijk buiten de mogelijkheden van het programma. Als gevolg hiervan dient de gebruiker de afmetingen van de sectie aan te passen.”

Definitie van de openingen De volgende afmetingen zijn relevant: Inbegrepen in C P E


Staalontwerp

Deze software vergemakkelijkt het ontwerpen van “raatliggers” volgens de principes voorgeschreven door de Eurocodes. Dankzij de geïntegreerde grafische 3D-interface gaat het aanleren voor de gebruiker extreem snel. Omwille van de complexe ontwerpmethoden dient de gebruiker echter wel over de vereiste kennis i.v.m. het berekenen van staalconstructies te beschikken. De raatliggers worden met de ArcelorMittal ACB solver berekend. Het toepassingsgebied van deze module ligt in de enkelvoudige ondersteunde liggers in een 3D-staalconstructie. De liggers worden gefabriceerd uit warmgewalste I-profielen en de openingen zijn cirkelvormig. De bovenste en onderste randen kunnen uit verschillende basisprofielen en verschillende staalsoorten worden gemaakt. Scia Engineer beschikt over een bibliotheek met constructiedoorsneden van ArcelorMittal.

• Diameter van de opening; • Hart-op-hart afstand tussen de openingen (of de breedte van de tussenliggende stijlen); • Breedte links (en/of rechts) tot het einde van de stijl. De aangegeven afmetingen moeten kloppen met de geometrische vereisten die resulteren uit het zaagproces van de basisprofielen; ze zijn dus afhankelijk van de afmetingen van de basisprofielen: • Diepte; • Flensdikte; • Afrondingsstraal lijf-flens. Om de invoer te vereenvoudigen en foutlozer te doen verlopen, stelt het programma een bibliotheek met ArcelorMittal-doorsneden voor. Het aantal openingen, evenals de uiteindelijke diepte van de raatligger (na het lassen), worden afgeleid van de ligger maar kunnen ook door de gebruiker gewijzigd worden.

Grenstoestand Voor elke combinatie in uiterste grenstoestand (UGT) controleert het programma achtereenvolgens de weerstand ter hoogte van elke lijfopening, de weerstand aan elke stijlpositie en ten slotte de kipweerstand. Met de volgende grenstoestanden wordt rekening gehouden: • Weerstand van de doorsnede ter hoogte van de stijlen (er wordt rekening gehouden met de klasse van het profiel); • Plooien (dwarsafschuiving); • Lasweerstand bij langsafschuiving; • Buigingsknik van stijlen; • Weerstand aan de doorsneden ter hoogte van de openingen; • Laterale torsie-knik.

Sterke punten ► Geintegreerd binnen Scia Engineer voor

analyse van de volledige constructie.

► Strategische samenwerking met het

ArcelorMittal ontwerpcentrum.

► Snelle visuele controle van elementen die al

dan niet voldoen.

► Arcelor profielcatalogus is geintegreerd in

de profielenbibliotheek.

71 esasd.12.01

Staalontwerp

Ontwerp van koudgevormd staal volgens Eurocode EN1993-1-3

Koudgevormde stalen profielen worden vervaardigd uit vlakke staalplaten voor allerhande bouwtoepassingen en worden meestal in hun definitieve vorm gebracht door plaatonderdelen te walsen via een serie matrijzen. Er is geen warmte nodig (in tegenstelling tot warmgewalst staal) om ze in de gewenste vorm te brengen; zodoende spreekt men dus van “koudgevormd staal”. Koudgevormde profielen zijn dunner, lichter, gemakkelijker te fabriceren en te transporteren, en in het bijzonder goedkoper dan hun warmgewalste tegenhangers. Er bestaan talrijke staaldiktes om aan de behoeften van de meest uiteenlopende constructieve en niet-constructieve toepassingen te voldoen. Het technisch ontwerp van koudgevormd staal conform EN 1993-1-3:2006 werd lange tijd beschouwd als een redelijk complexe methode. Scia Engineer heeft daarom deze rekenmethode op een transparante manier in haar software geïmplementeerd, zonder er een zwarte doos van te maken. Scia Engineer laat toe om de effectieve

Sterke punten ► Volledig geïntegreerde controles voor

72

koudgevormde staalprofielen binnen het standaard staalcontrole-programma van Scia Engineer, ook voor constructies met gecombineerde materialen ► Gedetailleerde analyse van de effectieve doorsnede, met inbegrip van distortieknik van de randverstijvers, dubbele eindverstijvers en interne verstijvers ► Speciale controles voor gordingen met inrekening van de rotatiestijfheid van de beplating en knikgedrag van de vrije flens ► Toepasbaar voor willekeurige profielen, onafhankelijk van de vorm of de leverancier. Bepaling van de vloeigrens en kerndikte ► Implementatie van de recentste EN 1993-13:2006 voorschriften, mét de 2009 correction sheet.

esasd.15.01

doorsnede van willekeurige koudgevormde profielen, ongeacht de vorm of de leverancier, te berekenen en te gebruiken in de verdere controles volgens de geijkte Eurocode formules zonder extra manipulaties van de gebruiker. Wanneer de gebruiker toch de EN 1993-1-3:2006 methodes wenst te traceren of te configureren, biedt Scia Engineer uiteraard ook deze mogelijkheid aan. Het ontwerp van koudgevormde staalprofielen is volledig geïntegreerd binnen het bestaande ontwerp van stalen staven volgens de Eurocode, en vormt automatisch een uitbreiding op de standaard normcontrole van staal (zie esasd.01.01). Speciaal voor de berekening van gordingen en wandprofielen werden speciale regels in acht genomen, zoals ondermeer het in rekening brengen van de rotatiestijfheid van de beplating en het knikgedrag van de vrije flens. De werkmethode omvat de volgende aspecten: • Bepaling van de initiële vorm van de doorsnede • Automatische berekening van de effectieve doorsnede karakteristieken, met inbegrip van lokaal plooien en distortieknik van de verstijvers • UGT-ontwerp controles van de koudgevormde staalprofielen • Speciale richtlijnen voor gordingen, rekening houdend met beplating

Ondersteunde doorsneden Voor het bepalen van de initiële vorm en de effectieve doorsnede worden in de berekening de

volgende doorsneden ondersteund:koudgevormde profielen uit de standaard profielenbibliotheek (U, C, Z, Sigma en Omega profielen) koudgevormde samengestelde doorsneden algemene dunwandige doorsneden algemene doorsneden met dunwandige weergave dunwandige geometrische doorsneden. Ook kunnen, met behulp van de editor voor algemene doorsneden, door de gebruiker gedefinieerde doorsneden ingevoerd worden of geïmporteerd worden uit dxf- of dwg-bestanden. De gemiddelde vloeigrens kan automatisch bepaald worden volgens EN 1993-1-3. In het ontwerp wordt de dikte van de stalen kern gebruikt (dus zonder een eventuele coating) in plaats van de totale dikte van de doorsnede. De dikte van de metalen coating kan eventueel worden ingevoerd door de gebruiker en daarop wordt de kerndikte berekend en weergegeven.

Bepaling van de initiële doorsnede Wanneer een koudgevormde doorsnede wordt gekozen uit de bibliotheek of via een willekeurige doorsnede wordt geïmporteerd, wordt de initiële vorm van de doorsnede automatisch berekend. Bij deze berekening wordt de doorsnede opgedeeld in volgende onderdelen: interne elementen (I) zoals lijven, uitstaande elementen (UO) zoals flenzen en vaste elementen (F) zoals afrondingen. Bovendien worden diverse verstijver-types automatisch toegekend: eenvoudige eindverVereiste module: esas.00.

Ontwerp van koudgevormd staal volgens Eurocode EN1993-1-3

Staalontwerp

stijvers (RUO), dubbele eindverstijvers (DEF) en interne verstijvers (RI) De gegenereerde initiële vorm kan, indien gewenst, door de gebruiker gewijzigd worden. Voordat ze verder in het model toegepast worden, kunnen de initiële vormen daarbij ook nog gedetailleerd bekeken worden wat betreft hun effectieve doorsnede eigenschappen voor druk en buiging.

Effectieve doorsnede Voor de automatische berekening van de effectieve doorsnede eigenschappen wordt gebruik gemaakt van de nominale breedte. Deze nominale breedte wordt vermeld in EN 1993-1-3 art 5.1 en zorgt ervoor dat een deel van de afrondingen mee in rekening wordt gebracht bij het lokaal plooigedrag van de interne en uitstaande elementen. Voor de bepaling van de druk- en buigspanningen geeft de norm aan dat iteraties voor de verstijvers en de totale doorsnede mogen toegepast worden. Binnen Scia Engineer worden deze iteraties automatisch toegepast vermits deze aanleiding geven tot een meer economisch ontwerp. De gebruiker heeft echter de mogelijkheid om deze iteraties indien gewenst uit te schakelen. De effectieve breedte van interne en uitstaande elementen in druk wordt berekend volgens EN 1993-1-5 art.4.4. De procedure voor het bepalen van het distortie knik gedrag van vlakke elementen met rand of interne verstijvers is vermeld in EN 1993-1-3 art.5.5.3. De verkregen effectieve doorsneden kunnen eveneens grafisch weergegeven worden indien gewenst.

Doorsnede- en stabiliteitscontroles Na de bepaling van de effectieve doorsnede gaat Scia Engineer verder met de algemene normcontrole van de profielen, met inbegrip van AutoDesign en de enkelvoudige controle. Ook hier kan er bijkomende informatie opgevraagd worden over de staaf om op die manier extra randvoorwaarden vast te leggen zoals de knikgegevens van de staaf, kipsteunen, verstijvers en beplatingen. De beplatingen worden op dezelfde manier gebruikt als voorzien binnen de standaard staalcontrole in Scia Engineer. Tevens worden ook de nationale parameters voor de nationale bijlagen ondersteund.

Doorsnedecontroles In tegenstelling tot EN 1993-1-1 bestaat er geen classificatie voor koudgevormde doorsneden volgens EN 1993-1-3 vermits deze doorsneden quasi altijd als klasse 4 beschouwd worden. Aangezien de controles afhankelijk zijn van de effectieve doorsnede eigenschappen die eerder berekend werden, zijn de EC-EN controles voor koudgevormde doorsneden binnen Scia Engineer niet toepasbaar op consoles en variabele doorsneden. In dergelijke gevallen zal de standaardcontrole overeenkomstig de EN 1993-1-1 uitgevoerd worden. De volgende doorsnede controles worden uitgevoerd: controle op axiale trek, axiale druk, buigend moment, dwarskracht, torsiemoment, lokale dwarskrachten,

gecombineerde trek en buiging, gecombineerde druk en buiging, gecombineerde dwarskracht, axiale kracht en buigend moment, gecombineerde buiging en lokale dwarskracht.

Stabiliteitscontroles Verder worden ook de volgende stabiliteitscontroles uitgevoerd: buigingsknik, torsieknik en torsie-buiging knik, kip, buiging en axiale druk alsook buiging en axiale trek. Voor de berekening van de buiging en axiale druk biedt de EN 1993-1-3 twee mogelijkheden, waaruit de gebruiker kan kiezen: • EN 1993-1-1 interactie overeenkomstig artikel 6.3.3 • De alternatieve methode overeenkomstig EN 1993-1-3 artikel 6.2.5(2)

Ontwerp van gordingen Voor doorsneden die aan alle voorschriften van hoofdstuk 10 uit de EN 1993-1-3 voldoen worden speciale gordingcontroles uitgevoerd. Meer specifiek wordt de rotatiestijfheid van de beplating bepaald en omgerekend naar een equivalente laterale stijfheid op de vrije flens. Vermits de norm in tabel 10.1 slechts een vereenvoudigd voorstel aangeeft voor de berekening van het laterale buigingsmoment in de vrije flens, wordt binnen Scia Engineer een geavanceerde rekenmethode gehanteerd gebaseerd op de theorie van een ligger op elastische Winkler bedding.

esasd.15.01

73

Staalontwerp

Momentvaste geboute en gelaste raamwerkverbindingen

Scia Engineer staalverbindingen zijn krachtige programma’s voor het ontwerpen van verbindingen in staalstructuren. Moment-vaste en semi-stijve verbindingen worden ontworpen en berekend. Jaren ervaring en verbeteringen op vraag van onze klanten, hebben samen met de grafische mogelijkheden van de nieuwste ontwikkeltechnieken geresulteerd in dit verbindingspakket. Met deze modules krijgt de constructeur een interactief, grafisch hulpmiddel ter beschikking voor het ontwerp van geboute en gelaste verbindingen volgens de recentste voorschriften van Eurocode 3.

Werken met de momentvaste staalverbindingen Het ontwerp van de verbinding wordt uitgevoerd op het constructiemodel binnen de grafische omgeving van Scia Engineer. De te controleren knopen worden grafisch geselecteerd met de muiscursor. De elementen van de verbinding (consoles, verstijvers, kopplaten, bouten…) worden ingevoerd in duidelijke dialoogschermen. Bouten en ankers worden geselecteerd uit een bouten bibliotheek. Alle elementen worden meteen grafisch op de verbinding aangegeven. Alle belangrijke factoren en coëfficiënten voor de controle worden door het programma voorgesteld en kunnen gewijzigd worden: • Veiligheidsfactoren; • Standaard geometrie;



► Eenvoudig ontwerp, snelle analyse en

74

evaluatie, gedetailleerde uitvoer, duidelijke tekeningen met enkele muisklikken.

esasd.02

• Limieten voor de boutposities, grenzen voor de het plaatsen van de bouten, limieten voor de tussenafstanden van de bouten, lasdiktes; • Wrijvings- en momentfactor van voorgespannen bouten; • Transformatie van de krachten van de knoop naar de verbindingspositie; • De vorm van de verstijvers (rechthoekig of driehoekig); • Beton- en ankergegevens voor de voetplaten; • … Na de berekening worden de toelaatbare en de optredende krachten in de verbinding aangegeven voor het kritische belastinggeval/-combinatie. Het maatgevende (bepalende) onderdeel van de verbinding wordt aangegeven. Voor de ingevoerde verbindingen wordt de rotatiestijfheid aangegeven. Het stijfheiddiagram staat de gebruiker toe de verbinding te classificeren (scharnierend, star, semi-stijf of flexibel). Het programma vergelijkt de stijfheid van de verbinding met de stijfheid gebruikt in het berekeningsmodel en waarschuwt de gebruiker indien dit verschil buiten de toegestane grenzen ligt. De aangepaste stijfheid van de verbinding wordt automatisch in rekening genomen in het berekeningsmodel (als lineaire of niet-lineaire veer) tijdens een nieuwe berekening. Dit automatische proces stelt de gebruiker in staat om in de praktijk eenvoudigere en goedkopere semi-starre verbindingen te gebruiken. De terugkoppeling naar het basismodel verloopt via de module esas.09 (zie betreffende technische infosheet) De gedetailleerde berekeningsnota kan naar de printer of naar het document worden gestuurd. Gedetailleerde tekeningen met een montagetekening en alle onderdelen van de verbinding worden automatisch gemaakt, met gebruik van de module “Gedetailleerde verbindingstekeningen” (module esadt.02). Inbegrepen in P E


Momentvaste geboute en gelaste raamwerkverbindingen

Types momentvaste verbindingen De volgende verbindingen worden berekend:; • Ligger-kolom verbindingen: gebout met kopplaat of gelast (knie, kruis, enkele T, dubbele T);

buiging om de sterke as.

• Ligger-ligger verbindingen: dubbele kopplaat (stuitverbinding);

De volgende types verstijvers kunnen worden toegepast: • Consoles gemaakt van profielen of van plaat; • Opdikplaten; • Onderlegplaten; • Driehoekige en rechthoekige verstijvers In de berekening van een voetplaat, worden de volgende typen verstijvers beschouwd: • Consoles gemaakt van profielen of van plaat; • Driehoekige en rechthoekige verstijvers; • Dwarskracht ijzer; • Flensverbreders De volgende ankertypen worden ondersteund: rechte, gehaakte, gekromde ankers en ankers met een ronde sluitplaat. De ankers zijn gemaakt van gladde of geribde staven.

Controles

• Voetplaten (scharnierend en ingeklemd): aansluiting met gladde of geribde ankers

Voor de types “ligger-ligger” en “voetplaat” worden symmetrische en asymmetrische I-doorsneden (eventueel met variabele hoogte) en koker-doorsneden ondersteund, beide voor

De berekening wordt uitgevoerd volgens: Eurocode 3: Ontwerp van staalconstructies Deel 1-1: Algemene regels en regels voor gebouwen EN 1993-1-1: 2005 Annex J EN 1993-1-8/2005 Voor de voetplaten met kokers, en de ligger-ligger verbindingen met kokers is de berekening gebaseerd op de CIDECT regels; J.A. Packer, J. Wardenier, Y. Kurobane, D. Dutta, N. Yeomans Design Guide for rectangular hollow sections (RHS) joints under predominantly static loading CIDECT Köln, 1992, Verlag TUV Rheinland De algoritmes en methodes beschreven in deze referenties worden gebruikt om de grenstoestanden van de verbinding te berekenen. De capaciteiten van de onderliggende stalen delen worden berekend door de formules gegeven in

Staalontwerp

Voor het type “ligger-kolom”, worden symmetrische en asymmetrische I-doorsneden (ook met variabele hoogte) en koker-doorsneden ondersteund voor de ligger, beide voor buiging om de sterke as. De kolom kan een I-doorsnede zijn (ook met variabele hoogte) belast om de sterke of zwakke as.

de onderscheidenlijke nationale normen (EC3, DIN 18800 T1 of BS 5950-1:2000), afhankelijk van de nationale norm instellingen. Voor de andere codes (NEN, CM, ÖNORM, CSN,…) worden de standaard EC3 capaciteiten gebruikt. De betonnen onderdelen worden ontworpen volgens de EC definities. Voor stijve verbindingen worden de volgende bezwijktoestanden voor buiging (ronde de sterke as), dwarskracht en normaalkracht gecontroleerd: • Afschuiving in het kolomlijf; • Druk in het kolomlijf; • Druk op liggerlijf en liggerflens; • Druk op het console-element; • Buiging van de kolomflens; • Trek in het kolomlijf; • Buiging van de kopplaat; • Trek in het liggerlijf; • Trek in bouten of ankers; • Afschuiving in bouten en ankers; • Stuikdruk van bouten en ankers; • Druk van het beton onder de voetplaat.

Naadloze integratie met de constructie-berekening De resultaten van de berekening worden direct van de Scia Engineer modules overgenomen. De resultaten van het verbindingsontwerp en de detailtekeningen van de verbindingselementen kunnen aan het document worden toegevoegd. Vereiste modules Eén van de volgende modules is vereist: Lineaire Statica 2D (module esas.00) of Lineaire Statica 3D (module esas.01).

esasd.02

75

Staalontwerp

Scharnierende raamwerkverbindingen

Scia Engineer staalverbindingen zijn krachtige programma’s voor het ontwerpen van verbindingen in staalstructuren. Scharnierende raamwerkverbindingen worden ontworpen en berekend. Jaren ervaring en verbeteringen op vraag van onze klanten, hebben samen met de grafische mogelijkheden van de nieuwste ontwikkeltechnieken geresulteerd in dit verbindingspakket. Met deze modules krijgt de constructeur een interactief, grafisch hulpmiddel ter beschikking voor het ontwerp van geboute en gelaste verbindingen volgens de recentste voorschriften van Eurocode 3.

Werken met de scharnierende raamwerkverbindingen Het ontwerp van de verbinding wordt uitgevoerd op het constructiemodel binnen de grafische omgeving van Scia Engineer . De te controleren knopen worden grafisch geselecteerd met de muiscursor. De elementen van de verbinding (hoekijzers, verstijvers, kopplaten, bouten, …) worden ingevoerd in duidelijke dialoogschermen. Bouten en ankers worden geselecteerd uit een bouten bibliotheek. Alle elementen worden meteen grafisch op de verbinding aangegeven. Alle belangrijke factoren en coëfficiënten voor de controle worden door het programma voorgesteld en kunnen gewijzigd




76


esasd.03

worden: • Veiligheidsfactoren; • Standaard geometrie; • Limieten voor de boutposities, grenzen voor de het plaatsen van de bouten, limieten voor de tussenafstanden van de bouten, lasdiktes, …; • Wrijvings- en momentfactor van voorgespannen bouten; • Transformatie van de krachten van de knoop naar de verbindingspositie. Na de berekening worden de toelaatbare en de optredende krachten in de verbinding aangegeven voor het kritische belastinggeval/-combinatie. Het maatgevende (bepalende) onderdeel van de verbinding wordt aangegeven. De uitvoer van de berekening kan afgedrukt worden of worden toegevoegd aan het document. Gedetailleerde tekeningen met een montagetekening en alle onderdelen van de verbinding worden automatisch gemaakt, met gebruik van de module “Gedetailleerde verbindingstekeningen” (module esadt.02).

Scharnierende verbindingen De scharnierende verbindingen zijn verbindingen die geen moment overbrengen. Dit wordt bekomen door de speling tussen de balk en de ligger. De balk-ligger verbindingen worden ondersteund (knie, kruis, enkele T, dubbele T). Daarbinnen kunnen de volgende verbindingelementen gebruikt worden: • Plaat gelast op het liggerlijf en gelast op de kolomflens; • Plaat gebout op het liggerlijf en gelast op de kolomflens; • Hoekijzer gebout op het liggerlijf en op de Inbegrepen in P E


Scharnierende raamwerkverbindingen

kolomflens; • Korte eindplaat: gelast op het liggerlijf en gebout op de kolomflens. Voor de ligger worden de symmetrische I-doorsneden belast op buiging om de sterke as ondersteund. De kolom kan een symmetrische I-doorsnede zijn belast om de sterke of zwakke as.

• • • • • • •

Controles

Naadloze integratie met de constructie-berekening

De berekening wordt gecontroleerd volgens: Eurocode 3: Ontwerp van staalconstructies Part 1-1: Algemene regels en regels voor gebouwen EN 1993-1-1: 2005

De resultaten van de berekening worden direct van de Scia Engineer modules overgenomen. De resultaten van het verbindingsontwerp en de detailtekeningen van de verbindingselementen kunnen aan het document worden toegevoegd.

Staalontwerp

De algoritmes en methodes beschreven in deze referentie worden gebruikt om de grenstoestanden van de verbinding te berekenen.

Trek in de kolomflens; Trek in het kolomlijf; Afschuiving in plaat, hoekijzer of kopplaat; Trek in plaat, hoekijzer of kopplaat; Trek in de bouten; Afschuiving in de bouten; Stuikdruk van de bouten.

De capaciteiten van de onderliggende staaldelen worden berekend door de formules gegeven in de specifieke nationale codes (EC3, DIN 18800 T1 of BS 5950-1:2000), afhankelijk van de instellingen van de nationale code. Voor andere codes (NEN, CM, ÖNORM, CSN, …), worden de standaard EC3 capaciteiten gebruikt. Voor scharnierende verbindingen worden de volgende kritische voorwaarden voor afschuiving en normaalkracht gecontroleerd: • Afschuiving in het liggerlijf; • Trek in het liggerlijf; • Afschuiving in de kolomflens;

77 esasd.03

Staalontwerp

Geboute diagonalen

De module “Geboute diagonalen” in Scia Engineer wordt gebruikt voor het ontwerp van geboute schoorelementen en andere diagonale elementen, volgens de regels van de Eurocode 3. In de meeste gevallen zal het schoorelement aan een knoopplaat worden gebout. Het schoorelement, de bouten en de knoopplaat worden gecontroleerd. De automatische optimalisatie routine bepaalt het aantal benodigde bouten. Maar ook directe verbindingen tussen het schoorelement en de kolom, zoals gebruikt in masttorens, steigers en rekkenbouw, worden berekend.

Werken met “Geboute diagonalen” Het ontwerp van de verbinding wordt gedaan binnen de grafische omgeving van Scia Engineer. De knopen die moeten worden gecontroleerd, worden met de muiscursor grafisch geselecteerd. De eigenschappen van de verbinding worden opgeslagen met de knoop, en de verbinding wordt automatisch herberekend na wijzigingen aan de constructie. Een verbinding wordt eenvoudig gekopieerd naar andere knopen van de constructie. De vereiste invoer voor een knoopplaatverbinding is zeer beperkt: • De dikte van de knoopplaat; • De lasdikte tussen de knoopplaat en de




78


esasd.06

structuur; • Het bouttype; • Het aantal boutrijen (één of twee); • Het aantal benodigde bouten (voor één boutrij wordt het aantal benodigde bouten automatisch bepaald door het programma); • De boutafstand en eindafstanden in de knoopplaat en in de diagonaal. De geometrie van de knoopplaat wordt niet getekend, maar alleen de relevante gegevens gebruikt voor de berekening moeten worden ingevoerd: de boutposities en de minimale breedte van de plaat. De benodigde lengte van de las tussen de knoopplaat en de rest van de constructie wordt berekend. Bouten worden

geselecteerd uit een open bouten bibliotheek. Alle elementen worden getekend op het scherm. Optioneel kan de grens voor de boutposities volgens Eurocode 3 worden getoond op de afbeelding. Alle belangrijke factoren en coëfficiënten voor de controle worden voorgesteld door het programma en kunnen door de gebruiker worden aangepast: • Basisgegevens van EC3 (veiligheidsfactoren, …); • Limieten voor de boutposities, limieten voor de tussenafstanden van de bouten, minimale lasdikten; • Slipfactor en momentfactor van voorgespannen bouten; Inbegrepen in P E


Geboute diagonalen

• Standaard waarden voor de boutafstand en eindafstanden.

Staalontwerp

Na de berekening worden de toelaatbare en de optredende krachten in de verbinding aangegeven voor het kritische belastinggeval/-combinatie. Drie types uitvoer zijn beschikbaar: korte uitvoer, normale uitvoer en gedetailleerde uitvoer. De gebruiker kiest de inhoud van elk type. De uitvoer van de berekening kan afgedrukt worden of worden toegevoegd aan het document. Uitvoer in het document wordt automatisch aangepast na veranderingen in de constructie. Gedetailleerde tekeningen worden automatisch gegenereerd door gebruik te maken van de module ‘Gedetailleerde verbindingstekeningen’ (module esadt.02).

Verbindingstypes Twee verbindingstypes worden berekend: • Geboute verbinding tussen een knoopplaat en een diagonaal element (hoekijzer, U doorsnede, I doorsnede); • Geboute verbinding tussen een kolomelement (hoekijzer, koudgevormde doorsnede) en een diagonaal element (hoekijzer, U doorsnede, kokerprofiel, koudgevormd profiel).

Controles De verbinding wordt gecontroleerd volgens: Eurocode 3: Ontwerp van staalconstructies; Part 1-1: Algemene regels en regels voor gebouwen EN 1993-1-1: 2005 De volgende controles worden gedaan: • Afschuiving van de bouten; • Stuikdruk van de bouten; • Slip van de bouten; • Bruto doorsnede van de diagonaal en de knoopplaat; • Netto doorsnede van de diagonaal en de knoopplaat.

Naadloze integratie met de constructie-berekening De resultaten van de berekening worden direct van de Scia Engineer modules overgenomen. De resultaten van het verbindingsontwerp en de detailtekeningen van de verbindingselementen kunnen aan het document worden toegevoegd.

79 esasd.06

Staalontwerp

Expertsysteemverbindingen

Het ontwerp van economische stalen raamwerkverbindingen is belangrijk voor de kostprijs van de structuur, maar is allerminst een eenvoudige opgave. Het aantal te kiezen parameters is hoog (bouttype en klasse, boutposities, consoles, verstijvers, opdikplaten, onderlegplaten, …). Bovendien zijn er geen algemeen aanvaarde ontwerpregels. Het expertsysteem geïmplementeerd in Scia Engineer stelt iedere gebruiker in staat om alle beschikbare kennis te gebruiken om tot een optimale oplossing te komen. Het programma geeft nuttige voorstellen gebaseerd op de standaard verbindingstabellen (DSTV, Stahlbau Kalender 1999, …). Voor ervaren ontwerpers is deze module een mogelijkheid om hun eigen verbindingen op te slaan en hun werkproces te automatiseren.

Werken met het expertsysteem Het expertsysteem wordt gebruikt voor alle types raamwerkverbindingen die zijn geïmplementeerd in Scia Engineer: geboute en gelaste, momentvaste en scharnierende verbindingen. Na het selecteren van een knoop, scant het expertsysteem de verbindingsbibliotheek af naar passende oplossingen. Een lijst hiervan en hun eenheidscontrole (optredende interne kracht gedeeld door toegelaten interne kracht) wordt voorgesteld. Het programma houdt rekening met verschillende criteria teneinde deze lijst te genereren: verbindingstype, geometrie, profieltypes, staalkwaliteiten, … De lijst vermeldt de naam van de verbinding, de eenheidscontrole,



► Bibliotheek met voorgeïnstalleerde en gebrui-

80

kergedefinieerde verbindingen, inclusief het berekende draagvermogen voor lasten.

esasd.07

de boutklasse, de bron waarvan de verbinding komt, … De geselecteerde verbinding wordt op het scherm getekend. Voor gelaste en geboute ligger-kolom en ligger-ligger verbindingen, is de eenheidscontrole gebaseerd op de momentcapaciteit van de verbinding. Voor geboute voetplaatverbindingen, is de eenheidscontrole gebaseerd op de momentcapaciteit én de normaalkrachtcapaciteit. Voor scharnierende verbindingen, is de eenheidscontrole gebaseerd op de dwarskrachtcapaciteit. Voor iedere verbinding kan in de verbindingsbibliotheek een prioriteit (1 tot 5) worden gedefinieerd. Deze prioriteit vertegenwoordigt de gebruikersvoorkeuren: sommige bedrijven zullen verbindingen verkiezen met steeds dezelfde boutdiameter, andere opteren dan weer voor een minimum aantal bouten,… De gebruiker beïnvloedt het zoekproces op een aantal andere manieren teneinde tot zijn gewenste lijst van verbindingen te komen: • Verwaarloos verbindingen met een lage prioriteit; • Beperk de eenheidscontroles (bijv. tussen 0.75 en 1); • Sluit bepaalde bouttypes uit (bijv. 10.9 bouten); • Beperk de bronnen welke worden gebruikt (zie verder) • Definitie van de tolerantie voor de controle op geometrie, profielkarakteristieken, staalkwaliteiten. Wanneer de gewenste verbinding is geselecteerd, keert het programma terug naar het verbindingsprogramma voor de concrete berekening of controle ervan. Indien de opgegeven toleranties in het zoekproces hoog zijn (bijv. tolerantie op de hoek tussen de kolom en de ligger), kan er immers een verschil optreden tussen de capaciteit opgeslagen in de verbindingsbibliotheek en de actuele capaciteit van de knoop in de actuele constructie.

De verbindingsbibliotheek De verbindingsbibliotheek bevat een groot aantal voorgedefinieerde verbindingen én verbindingen die door de gebruiker kunnen opgeslagen worden. Naast de geometrische gegevens, worden ook de capaciteit en de stijfheid opgeslagen in deze bibliotheek. De capaciteits- en stijfheidswaarden zijn gebaseerd op de uiterste grenstoestand van de verbinding.

Voorgedefinieerde verbindingen De voorgedefinieerde verbindingen zijn gebaseerd op de volgende tabellen: Bemessungshilfen für profilorientiertes Konstruieren Auflage 1997 Stahlbau-Verlagsgesellschaft mbH Köln Stahlbau Kalender 1999 Bemessungshilfen für nachgiebige Stahlknoten mit Stirnplattenanschlüssen Ernst & Sohn, DSTV, 1999, Berlin Deze DSTV-tabellen bevatten talrijke praktische oplossingen. Een bijkomende reeks standaard verbindingen met consoles (bijv. kolom-ligger verbindingen voor staalhallen) werd door Nemetschek Scia toegevoegd. De standaardverbindingen worden alleen op het type van de ligger geselecteerd, niet op die van de kolom. Wanneer de dikte van de kolomflens onvoldoende is, worden verstijvers en opdikplaten automatisch toegevoegd volgens de betreffende regels. Door de gebruiker gedefinieerde verbindingen De gebruiker kan verbindingen, die hij met Scia Engineer heeft berekend, aan het expertsysteem toevoegen. De bibliotheek bevat de capaciteiten die door Scia Engineer zijn berekend. Tools staan ter beschikking om snel en eenvoudig verbindingen te bekijken, toe te voegen en de verwijderen. Inbegrepen in P E

Vereiste modules: esasd.02, esasd.03.

Scharnierende vloerverbindingen

De verbindingsmodules van Scia Engineer zijn krachtige programma’s voor het ontwerp van verbindingen in staalstructuren. Met deze specifieke module worden scharnierende vloerverbindingen berekend. Jaren ervaring en verbeteringen op vraag van onze klanten, hebben samen met de grafische mogelijkheden van Windows in dit schitterende programma geresulteerd. Met deze modules krijgt de constructeur een interactief, grafisch hulpmiddel ter beschikking voor het ontwerp van geboute en gelaste verbindingen volgens de voorschriften van Eurocode 3.

Het ontwerp van de verbinding gebeurt binnen de grafische omgeving van Scia Engineer . De te detailleren knopen worden grafisch uitgekozen met de muis. De elementen van de verbinding (hoekijzers, eindplaten, verstijvers, bouten, ravelingen, …) worden in duidelijke dialoogvensters ingevoerd. Bouten worden uit een open bibliotheek gekozen. Alle elementen worden meteen op de verbinding getekend. Alle belangrijke factoren en coëfficiënten voor de controle worden door het programma voorgesteld en kunnen gewijzigd worden: • Veiligheidsfactoren; • Standaard geometrie; • Limieten voor het plaatsen van de bouten, limieten voor de tussenafstanden van de bouten, lasdiktes, …; • Wrijvings- en momentfactor van voorgespannen bouten. Na de berekening worden de toelaatbare en de optredende krachten in de verbinding aangegeven voor het kritische belastinggeval/-combinatie. Het maatgevende (bepalende) onderdeel van de verbinding wordt aangegeven. De uitvoer van de berekening kan afgedrukt worden of worden toegevoegd aan het document. Gedetailleerde tekeningen worden automatisch gegenereerd door gebruik te maken van de module ‘Gedetailleerde verbindingstekeningen’ (module esadt.02).

Scharnierende verbindingen De scharnierende vloerverbindingen zijn verbindingen die geen moment overbrengen. Dit wordt bekomen door de speling tussen de hoofdligger en de dwarsligger(s). De volgende verbindingelementen worden in rekening gebracht: • Plaat gelast op het lijf van de hoofdligger en gelast op het lijf van de dwarsligger; Inbegrepen in P E

Vereiste modules: esas.00 esas.01.

Staalontwerp

Met “scharnierende vloerverbindingen” werken

• Plaat gebout op het lijf van de dwarsligger en gelast op het lijf van de hoofdligger; • Hoekijzer gebout op het lijf van de dwarsligger en op het lijf van de hoofdligger; • Korte eindplaat: gelast op het lijf van de dwarsligger en gebout op het lijf van de hoofdligger. Het programma ondersteunt symmetrische I-doorsneden voor buiging rond de hoofd- assen.

Controles De berekening wordt gecontroleerd volgens: Eurocode 3: Ontwerp van staalconstructies Part 1-1: Algemene regels en regels voor gebouwen EN 1993-1-1: 2005 De algoritmes en methodes beschreven in deze referentie worden gebruikt om de grenstoestanden van de verbinding te berekenen. De capaciteiten van de onderliggende staaldelen worden berekend door de formules gegeven in de specifieke nationale codes (EC3, DIN 18800 T1 of BS 5950-1:2000), afhankelijk van de instellingen van de nationale code. Voor andere codes (NEN, CM, ÖNORM, CSN, …), worden de standaard EC3 capaciteiten gebruikt. Voor scharnierende verbindingen worden de volgende kritische voorwaarden voor dwarskracht en normaalkracht gecontroleerd: • Afschuiving in de dwarsligger; • Trek in de dwarsligger; • Afschuiving in de hoofdligger; • Trek in de hoofdligger; • Plaat, hoekijzer, eindplaat in afschuiving; • Plaat, hoekijzer, eindplaat in trek; • Bouten in trek; • Bouten in afschuiving; • Bouten in diametrale druk (stuik).

Naadloze integratie met de constructie-berekening

Sterke punten

De resultaten van de berekening worden direct van de Scia Engineer modules overgenomen. De resultaten van het verbindingsontwerp en de detailtekeningen van de verbindingselementen kunnen aan het document worden toegevoegd.


► Volledige integratie in de grafische



esasd.08

81

Algemene overzichtstekeningen Gedetailleerde verbindingstekeningen

Staaldetaillering

lijke hoeveelheid visuele informatie die in het grafisch venster getoond wordt. De individuele lijnen van het raster zijn namelijk voorzien van een naam (een letter of cijfer) die op het raster weergegeven wordt. Er bestaan tal van rastertypes in het programma: • rechthoekig • schuin • polair • vrije lijnen

Internationale studies tonen aan dat bij modellering in 3D ongeveer 30 - 40% van de tijd aan het aanmaken van het model gespendeerd wordt. De resterende tijd wordt gebruikt voor het produceren van tekeningen voor alle betrokken partijen in het bouwproces. Als deze resterende tijd, die toch 60 - 70% van het volledige projectproces vertegenwoordigt, al met de helft zou kunnen verminderd worden, dan stijgt de productiviteit aanzienlijk. Scia Engineer is uitgerust met tools voor de snelle voorbereiding van Algemene overzichtstekeningen. Scia Engineer genereert automatisch bovenaanzichten, verticale of willekeurige doorsneden doorheen een constructie op basis van een set vlakken. De tekeningen worden daarna uit deze bovenaanzichten en doorsneden gegenereerd. De tekeningen worden opgesteld volgens door de gebruiker gedefinieerde regels, zodat het makkelijk is om bijvoorbeeld een eenvormig huisstijl aan te houden. De gegenereerde tekeningen kunnen, afhankelijk van de tekenstijl, bijvoorbeeld basismaatvoering of automatische labels bevatten. Daarnaast kunnen ze in de geïntegreerde editor

Sterke punten ► Snel en eenvoudig tekeningen genereren

op gebruikergedefinieerde assen.

► Automatisch genereren van gedetail-

82

leerde verbindingstekeningen (montage en onderdelen). ► Gebruiksvriendelijk beheer van gegenereerde tekeningen en afbeeldingen. ► Export of drawings to CAD programmes. ► 2D- en 3D-rasters. ► Algemene overzichtstekeningen for steel and concrete projects. ► Tekeningstijlen - customizable layout of drawings.

esadt.01 / esadt.02

nog verder bewerkt worden. Andere elementen zoals bijkomende maatvoering, labels, markeringen en andere grafische entiteiten (lijnen, curves, teksten) kunnen handmatig worden toegevoegd. De uiteindelijke tekening bevat kaders, titelblokken enz. en wordt opgebouwd uit verschillende deeltekeningen. Het geheel wordt opgeslagen in de Paperspace Gallery. Geïntegreerde regeneratietools actualiseren de gegenereerde tekeningen zodat de actuele status van de constructie altijd gereflecteerd wordt; veranderingen aangebracht aan het model worden automatisch doorgevoerd naar de tekeningen, terwijl handmatig aangevulde entiteiten (afmetingslijnen, labels enz.) behouden blijven.

Vorm van de constructie Scia Engineer bewaart twee vormen (modellen) van elk onderdeel van een constructie: het analysemodel en het constructiemodel. Het eerste is nodig om accurate berekeningen uit te voeren, het tweede voor het maken van kwaliteitstekeningen. Dankzij de staafparameters, genaamd ‘CAD type’ is het bijvoorbeeld makkelijk om de staafprioriteit in de verbinding, die op haar beurt het onderdeel verbindt met de rest van de constructie, te bepalen. Met andere CAD-eigenschappen van elk constructie-onderdeel (eccentriciteiten, langsafstanden, end-cutting toggle enz.) heeft de gebruiker de mogelijkheid om de vorm die in de tekeningen moet getoond worden te genereren.

2D- en 3D-rasters - algemene tools voor het definiëren van doorsneden 2D- en 3D-rasters zijn niet alleen hulpmiddelen voor de grafische invoer van de constructie. Ze maken de gebruiker ook wegwijs in de aanzien-

Het definitieve raster kan zelfs uit diverse deelrasters samengesteld zijn. Een 2D-raster biedt als meerwaarde het automatisch genereren van doorsneden op basis van individuele rasters.

Niveaus - algemene tool voor het definiëren van bovenaanzichten Net als bij het maken van doorsneden aan de hand van rasters is het mogelijk om via het hulpmiddel Niveaus bovenaanzichten te genereren. In combinatie met de 2D-rasterfunctionaliteit biedt Niveaus een krachtige tool voor het maken van tekeningen. Deze tool is eveneens handig voor het modelleren van de constructie.

Doorsneden Een doorsnede is een basisentiteit die gebruikt wordt voor het automatisch genereren van tekeningen. De doorsnede wordt gedefinieerd door haar geometrie en regels die het genereren van de tekening bepalen (zie het onderdeel tekeningstijlen hieronder). Het bovenaanzicht of doorsnede wordt snel aangemaakt door het aanklikken van een aantal punten in het grafisch venster. Wanneer rasters en niveaus gebruikt worden is het nog eenvoudiger. De selectie van individuele vlakken, gedefinieerd door rasters of niveaus, genereert direct bovenaanzichten en doorsneden. De toegepaste tekenstijl definieert daarna de lay-out van de tekening. Bovenaanzichten en Doorsneden kunnen in het 3D-model-zicht geselecteerd worden om daarna hun parameters in de traditionele eigenschappendialoog te wijzigen. De gebruiker heeft controle over de manier waarop deze worden weergegeven. Elke doorsnede heeft een doorsnedevlak, een voorvlak en een achtervlak. Elementen die tussen het voor- en achtervlak liggen worden in de 2D-tekening weergegeven. De tekenregels bepalen vervolgens de stijl waarin de onderdelen van de entiteiten, die zich tussen het voor- en achtervlak bevinden, voorgesteld worden. Inbegrepen in P E S


Algemene overzichtstekeningen Gedetailleerde verbindingstekeningen

Tekenstijlen Het hart van de Algemene overzichtstekeningen ligt bij de tekenstijlen en -regels. De tekenstijlen bepalen hoe het model in een 2D-weergave getransformeerd wordt. Ze bestaan uit filters (object type, materialen...), formaateigenschappen (lijnstijl, penwijdte, kleur) en de uiteindelijke weergave (middellijn, contour, doorsnede).

Staaldetaillering

Het hoofddeel van Algemene Overzichtstekeningen wordt door vier stijlmanagers gecontroleerd: • Tekenstijl Manager • Labelstijl Manager • Bematingstijl Manager voor maatvoering • Arceerstijl Manager De tekenstijlen worden georganiseerd door een standaard database manager. Dit betekent dat ze makkelijk naar andere projecten getransfereerd en door diverse gebruikers gedeeld kunnen worden.

Tekeningmanager De Tekeningmanager managet alle beschikbare doorsneden en bovenaanzichten. Deze tool heeft een dubbel doel: • Het veranderen van basiseigenschappen (schaal, prefix van tekeningnaam, verborgen lijnen optie enz.). Het weergeven van variabelen kan ingesteld worden (bijv. richting van het zicht, diepte van de doorsnede, afstand van de horizontale en doorsneden in een vlak enz.). • Het openen van tekeningen in de 2D-editor voor het doorvoeren van aanpassingen: extra afmetingen toevoegen, labels verplaatsen enz.

Tekeningengalerij - efficiënte verwerking van beelden Beelden die door programmawizards gegenereerd of vanaf het grafisch venster opgeslagen zijn worden naar de Tekeningengalerij, een bibliotheek met tekeningen en beelden, gestuurd. De gebruiker krijgt een onmiddellijk printvoorbeeld van alle tekeningen en heeft de mogelijkheid om hun eigenschappen te bewerken. Elk beeld kan in de interne grafische editor gewijzigd worden. Zowel maatvoering, tekst of standaard grafische vormen evenals de dikte van de editeerlijn, de stijl en de kleur kunnen toegevoegd worden. Met de laagmanager is het mogelijk om geselecteerde delen van een beeld als verborgen of bevroren in te stellen. 3D-clipping en beeldrandinstellingen zijn voorhanden om een deel van de weer te geven constructie aan te passen.

De Galerij-editor kan ook gebruikt worden als een efficiënte tekentool voor de voorbereiding van 2D-tekeningen of grafieken.

Paperspace - tool voor Algemene overzichtstekeningen In de paperspace editor stelt de gebruiker de uiteindelijke lay-out van de tekening samen. De paperspace-omgeving wordt gebruikt voor het invoegen van: • beelden uit de galerij, • beelden van een bestand, opgeslagen in intern Scia Engineer formaat (ep3, ep2, epd), • bitmap beelden (bmp), • basis grafische entiteiten (lijnen, curven, teksten), • vlakke doorsnede entiteiten, bijv. doorsnede (raster) of bovenaanzicht (niveau), • documentinformatie: d.w.z. alle tabellen die in het document beschikbaar zijn kunnen ook op papier ingevoegd worden. Via de grafische omgeving van de paperspace editor is het mogelijk om snel stempels, inclusief toegevoegde logo’s, automatische tekst, kaders enz., in te lassen. Elke tekening kan als sjabloon opgeslagen worden. Van zodra een nieuwe afdruk gecreëerd wordt komt deze automatisch tevoorschijn. Samen met het gebruik van ‘automatische teksten’ (bijv. projectnaam, auteur, datum, tijd enz.) is dit een zeer efficiënte manier

om kwaliteitsvolle automatische tekeningen te maken. Alle tekeningen die aan de tekening toegevoegd worden behouden hun 3D-informatie, hierdoor is het mogelijk om bijkomende veranderingen aan hun eigenschappen door te voeren (bijv. schaal, rendering of verborgen lijnen modus, richting van een zicht...)

Gedetailleerde verbindingstekeningen Een wizard voor het maken van beelden van staalverbindingen en hun onderdelen is eveneens beschikbaar. De tool genereert beelden voor verbindingen die deel uitmaken van de volledige constructie. Het is mogelijk om beelden te produceren van alle of van een selectie verbindingen. Indien de optie “genereer tekeningen voor verbindingsonderdelen” gekozen wordt maakt, de wizard gedetailleerde beelden voor individuele verbindingsonderdelen, inclusief de hoofdmaatvoering. Alle gegenereerde tekeningen worden in de galerij opgeslagen en kunnen in de interne grafische editor geëditeerd worden, inclusief weergaveparameters (bijv. grootte van het clipping volume, schaal) En uiteindelijk kunnen ze dan in de Algemene overzichtstekeningen ingelast worden.

83 esadt.01 / esadt.02

Betonontwerp

Berekening van theoretische wapening in balken en kolommen volgens EC2 (EN 1992)

Deze module van Scia Engineer heeft als doel de theoretische wapening in balken en kolommen te berekenen. Het programma is volledig geïntegreerd binnen de werkomgeving van Scia Engineer voor de sterkteberekening van bouwkundige constructies. Met deze module beschikt de ingenieur over een grafische interface voor de berekening en controle van de benodigde wapeningen (langsen dwarskrachtwapeningen) conform de voorschriften van EC2 EN 1992-1-1.

Gebruik van de module ‘Betonontwerp balken en kolommen’ De constructie wordt ontworpen en gecontroleerd binnen de generieke grafische werkomgeving van Scia Engineer. De te controleren balken worden grafisch geselecteerd. Functies zoals zoomen, selecties, filteren, aanzichten, … vereenvoudigen aanzienlijk het werk, zelfs voor ingewikkelde constructies. Betondekkingen en wapeningsstaven kunnen in een overzichtelijk dialoogvenster ingevoerd worden. Op basis van de eigenschappen van het elementtype bepaalt het programma of het geselecteerde element een balk of een kolom is. Voor balken kan een basiswapening ingevoerd worden. Het programma berekent dan de eventueel benodigde bijlegwapening. Voor de berekening van kolommen wordt ook de methode van de modelkolom toegepast. Het voordeel van deze methode is dat een lineaire berekening volstaat voor de berekening van

Sterke punten ► Ontwerp van theoretische wapeningen. ► Slankheid, scheurvormingscontrole,

84

controle van beugelafstand, responscontrole, capaciteitscontrole. ► Wapeningslijst. ► Nieuwe betonkwaliteiten overeenkomstig EN 1992-2. ► Berekening van betonkarakteristieken. ► “Gehele controle” voert automatisch alle nodige controles uit. ► Nieuwe intuïtieve setup-mogelijkheden.

esacd.01.01

wapeningen in kolommen die aan buigen normaalkrachten blootgesteld worden, en dat er rekening gehouden wordt met 2de orde effecten. Na afloop van de berekening kunnen de benodigde theoretische langsen dwarskrachtwapening grafisch voorgesteld worden in het 2D- of 3D-zicht van de constructie. Bovendien kunnen bijkomende opties geselecteerd worden voor de berekening (bijv. drukwapening, controle wapeningspercentage, gewicht van de wapening, enz.). De grafische uitvoer van meerdere gegevens is beschikbaar. Zo kunnen o.a. de volgende gegevens in één scherm weergegeven worden: • Doorsnedekarakteristieken met of zonder de wapening, waaronder de oppervlakte van de doorsnede, het traagheidsmoment, enz. • Momenten, dwarskrachten, normaalkrachten, herberekende momenten, herberekende dwarskrachten. • Langwapeningen (totale wapening of basiswapening en bijlegwapening), dwarskrachtwapening, wapeningspercentage, gewicht van wapening. De optie ‘Enkele controle (SnapCheck)’ is geschikt om de spanning-rek diagrammen van elk element te bekijken op basis van de berekende interne krachten. Het is zelfs mogelijk om manueel interne krachten in te voeren (zonder belastingen en dus

zonder berekening van de volledige constructie) ter controle van de sectie. Tevens kan een scheurvormingscontrole voor combinaties van geselecteerde bruikbaarheidsgrenstoestanden uitgevoerd worden op basis van de benodigde theoretische wapening. De resultaten van deze controle leveren de scheurwijdte, de minimale staafdiameter tegen scheurvorming, de maximale diameter, de maximale staafafstand en de maximale afstand tussen beugels op. Alle items kunnen in het document ingevoegd worden en aan de wensen van de gebruiker aangepast worden. Het document kan actief zijn, wat inhoudt dat sommige waarden in het document zelf gewijzigd kunnen worden en het model vervolgens automatisch aangepast zal worden in overeenstemming met deze wijzigingen. Binnen Scia Engineer zijn zowel het ontwerp als de controles geïntegreerd. De gebruiker kan door middel van de optie “Gehele controle” verscheidene controles in één keer uitvoeren. Met deze optie zal de gebruiker veel tijd en muisklikken besparen en snel een betere kijk krijgen op de globale berekening. Het voornaamste voordeel is dat de gebruiker in één enkele stap verscheidene controles kan uitvoeren voor verschillende types betonnen staven. Vereiste modules: esas.00 of esas.01.

Berekening van theoretische wapening in balken en kolommen volgens EC2 (EN 1992)

Naadloze integratie met structurele analyse De resultaten van de berekening (lineaire of niet-lineaire berekening) worden rechtstreeks overgenomen uit de Scia Engineer berekeningsmodules. Deze resultaten zijn tevens beschikbaar in het document van het project.

Normparameters en factoren

Berekening De berekening van balken en kolommen gebeurt in overeenstemming met “Eurocode 2: Ontwerp van betonconstructies – Deel 1-1: Algemene regels en regels voor gebouwen”. Balken De interne krachten worden afgeleid uit de geselecteerde belastingsgevallen, -combinatie of -klasse. Deze interne krachten worden gebruikt om de benodigde theoretische langswapening te berekenen in overeenstemming met de voorgeschreven berekeningsmethodes van EC2 EN 1992. De minimale en maximale wapeningspercentages worden gecontroleerd overeenkomstig art. 9.2.1.1. Ook de staafafstand wordt gecontroleerd, in overeenstemming met art. 8.2. De berekening van dwarskrachtwapening is mogelijk voor balken met een constante of variabele breedte. Zo ook worden de percentages dwarskrachtwapening gecontroleerd, in overeenstemming met art. 9.2.2. De berekening van de scheurvorming vindt plaats volgens art. 7.3 Kolommen De interne krachten komen uit de geselecteerde belastingsgevallen, -combinatie of -klasse. In een lineaire berekening wordt er geen rekening gehouden met 2de orde effecten. Als men echter met deze effecten rekening wil houden, moet men een niet-lineaire berekening uitvoeren of moet men de methode van de modelkolom toepassen. In 3D-constructies kan dubbele buiging optreden; met dit verschijnsel wordt rekening gehouden in de berekening van de wapening in rechthoekige kolommen door toepassing van de volgende formule, met α = 1.4 (deze waarde kan door

de gebruiker gewijzigd worden of kan door het programma berekend worden in functie van de meest optimale wapening): Mbd Mbu

α

+

Mbd Mbu

α

<1

Betonontwerp

Alle belangrijke factoren en coëfficiënten uit de EC2 EN 1992-1-1 zijn beschikbaar en kunnen door de gebruiker gewijzigd worden in een intuïtieve set-up. Voor deze set-up zijn zowel een basis als een geavanceerd invoervenster beschikbaar. Parameters en factoren worden waar mogelijk geïllustreerd met een schema of tekening, en verwijzen naar de corresponderende normvoorschriften.

De minimale en maximale wapeningspercentages worden gecontroleerd in overeenstemming met art. 9.5.2. De diameter van de staven en de afstand tussen de staven worden berekend in overeenstemming met art. 9.5.2, 8.2 en 9.2.3.

Ondersteunde doorsneden In het ontwerp kunnen de volgende doorsneden gebruikt worden: Balken • Rechthoekige doorsnede • Ronde doorsnede • T-doorsnede • Rechthoekige holle doorsnede (koker) • I-doorsnede • U-doorsnede • Samengestelde staal-beton doorsnede • Alle staal-beton doorsneden toegepast in Scia Engineer • Console • Doorsnede met variabele hoogte Kolommen • Rechthoekige doorsnede • Ronde doorsnede

Nationale bijlagen (esa.00) Het is mogelijk om een specifieke nationale bijlage te definiëren voor de nieuwe Eurocodes. In deze nationale bijlagen kan de gebruiker de waarden terugvinden die op nationaal vlak zijn vastgelegd voor de parameters in Scia Engineer. De systeembibliotheek bevat alle nationale bijlagen voor de Eurocode 199X serie: combinaties (1990), belastingen (1991), beton (1992) en staal (1993). Via de specifieke setup-knop, krijgt de gebruiker rechtstreeks toegang tot de specifieke instellingen waarin de verschillende nationale parameters bekeken, gewijzigd en opgeslagen kunnen worden.

85 esacd.01.01

Betonontwerp

Gewapend beton - balken en kolommen NEN 6720

Wapeningsberekening voor balken en kolommen volgens NEN 6720 De module “gewapend beton - balken en kolommen NEN 6720” is de Scia Engineer module voor de wapeningsberekening van balken en kolommen. Met dit programma heeft de gebruiker de beschikking over een interactief, grafisch hulpmiddel voor het berekenen van de theoretisch benodigde hoeveelheid wapening (beugels en langswapening) volgens de regels van NEN6720.

Werken met de module “Gewapend beton - balken en kolommen” Het ontwerp en controle van de constructie gebeurt binnen de grafische omgeving van Scia Engineer . De te controleren staven worden grafisch met de muis geselecteerd. Grafische functies als in- en uitzoomen, verschuiven, enz. en de vrije keuze voor het zichtpunt op de constructie maken het werken eenvoudig, zelfs met complexe ruimtelijke constructies. De betondekkingen en wapeningsstaven worden in een duidelijk dialoogvenster ingevoerd. Het programma bepaalt op basis van de geometrie of een staaf als kolom dan wel als balk berekend wordt. Voor balken kan er een basiswapening ingevoerd worden. Het programma rekent dan automatisch de bijlegwapening uit. De betoneigenschappen van een staaf kunnen eenvoudig gekopieerd worden naar andere staven. Mochten bepaalde invoergegevens

Sterke punten ► Gedetailleerd wapeningsontwerp

► Slankheid, scheurcontrole, responscontrole,

86

capaciteitscontrole. ► Optimalisatie van de wapening ► Wapeningsstaat.

esacd.01.03

gewijzigd moeten worden dan is dit snel en eenvoudig te doen in het eigenschappendialoog van de staaf. Door gebruik te maken van een filterselectie kunnen de eigenschappen van meerdere staven snel gewijzigd worden. Na de wapeningsberekening worden de vereiste langwapening en de beugelafstanden in de geselecteerde staven op het 3D-zicht van de structuur voorgesteld. Bij de berekening kunnen verschillende instellingen gekozen worden: bijvoorbeeld het al dan niet beschouwen van drukwapening, controle op minimum en maximum staafafstanden, enz. Het resultaat van de controles, de berekeningsinfo, wordt weergegeven middels fouten en waarschuwingen. Deze kunnen zowel in het grafische resultaat als numeriek als in het document worden weergegeven. Bijkomend kan een wapeningsoptimalisatie worden gedaan zodat de theoretisch benodigde wapening ook aan de scheurvormingseisen voldoet. Voor de geselecteerde staven is het mogelijk een gedetailleerde grafische uitvoer samen te stellen. Deze gedetailleerde uitvoer toont de volgende gegevens op één scherm: • Normaalkracht; • Dwarskracht; • Momenten; • Theoretisch berekende langswapening; • Theoretisch berekende dwarskrachtwapening (beugels); • Aantal benodigde wapeningsstaven bij bepaalde diameter. Verder kan de scheurvorming gecontroleerd worden voor geselecteerde gebruiksgrenstoestandscombinaties. De resultaten zijn de maximale diameter van de wapeningsstaven, de maximale afstand tussen de staven en de scheurwijdte. Met de gedetailleerde controle, uitgevoerd op een bepaalde positie in de staaf, bekijkt u snel

en op een grafische manier de detailresultaten van o.a. de optredende interne krachten, de rekken, de staalspanning, de hoogte van de betondrukzone en de details van het spannings-rek diagram. De optredende krachten kunnen handmatig gewijzigd worden teneinde een snelle controle uit te voeren. De numerieke uitvoer naar de printer of naar het document wordt door de gebruiker ingesteld en kan o.a. bevatten: • Selectieve uitvoer voor belastingsgevallen/combinaties, omhullende, voor bepaalde elementen, …; • Selectie van hoofdstukken in de uitvoer: invoergegevens, verklaring van de symbolen, …; • Filter voor de uitvoer: zoeken naar extremen volgens diverse criteria; • Berekeningsinfo laat toe de resultaten te controleren: werd het resultaat bepaald door minimum wapening, … Alle in- en uitvoer kan in het document toegevoegd worden en aangepast worden aan de eisen van de gebruiker, zoals: • Opmaak van teksten (lettertype, lettergrootte, zwaarte, kleur, …); • Opmaak van tabellen (omlijning, achtergrondkleur, …); • Titelpagina, kop- en voettekst. Het is ook mogelijk de samenstelling van de tabellen veranderen, echter hiervoor is module esa.06 Productivity toolbox noodzakelijk.

Naadloze integratie met de rekenmodule De interne krachten in de staven (uit een eerste of tweede orde berekening) worden direct overgenomen van de Scia Engineer berekeningsmodules en gebruikt in de wapeningsberekening module. De resultaten van de wapeningsberekening worden aan het document van het project toegevoegd.

Invoermogelijkheden Alle basisgegevens van NEN 6720 (materiaaleigenschappen, veiligheidsfactoren,…) worden door het programma voorgesteld en kunnen door de gebruiker aangepast worden.


Gewapend beton - balken en kolommen NEN 6720

Berekening

Betonontwerp

Balken en kolommen worden berekend volgens “Voorschriften Beton TGB 1990, Constructieve eisen en rekenmethoden (VBC 1995); NEN 6720”. Balken Uit de geselecteerde belastingsgevallen/combinaties worden de interne krachten bepaald. Deze interne krachten worden gebruikt om de theoretisch benodigde langswapening te berekenen, dit volgens art. 8.1. De minimum wapening wordt gecontroleerd volgens art. 9.9.2.1 en kan aangevuld worden met een percentage. De berekening van dwarskrachtwapening gebeurt volgens art. 8.2. voor balken met constante hoogte. Hierbij wordt rekening gehouden met de aanpassing van schuifspanning ten gevolge van normaalkrachten. Bij verlopende snedes of bij toepassing van meerdere betonkwaliteiten kan de lijfbreedte (bw) worden opgegeven en de in rekening brengen betonkwaliteit gekozen worden. Kolommen Uit de geselecteerde belastingsgevallen/-combinaties worden de interne krachten bepaald. Bij een lineaire berekening van de interne krachten worden geen 2e orde effecten in de berekening meegenomen. Er kan voor gekozen worden kolommen volgens de ec-methode te berekenen zodat 2e orde effecten wel in rekening worden gebracht. Bij 3D-constructies kan dubbele buiging optreden. Bij de berekening van wapening in rechthoekige kolommen, wordt dubbele buiging in rekening gebracht door gebruik te maken van een interactie formule. Hierbij worden de optredende momenten vergeleken met de uiterst opneembare momenten. De formule is afgeleid van een bezwijkdiagram. De minimum en maximum wapeningspercentages en -afstanden worden gecontroleerd volgens art. 9.11.5. De maximale diameter van de staven en de maximale afstand tussen de staven worden bij de scheurcontrole berekend volgens art. 8.7.2 of 8.7.3.

Doorsneden die berekend worden De volgende secties worden volgens de NEN 6720 gecontroleerd: Balken • • • • • •

Rechthoekige doorsnede; I-doorsnede; T-doorsnede; Rechthoekige holle doorsnede; U doorsnede; Doorsnedes met variabele hoogte.

Kolommen • Rechthoekige doorsnede; • Ronde doorsnede.

87 esacd.01.03

Betonontwerp

Brandwerendheid EN 1992-1-2

De brandwerendheid EN 1992-1-2 is een Scia Engineer module voor het controleren van zowel niet-voorgespannen als voorgespannen 1D elementen volgens EN 1992-1-2. Het programma is volledig geïntegreerd in de Scia Engineer modules voor structuuranalyse en de modules voor het controleren van niet-voorgespannen en voorgespannen elementen volgens EN 1992-1-1.

Werken met brandwerendheid EN 1992-1-2 Het Scia Engineer systeem heeft een grafische omgeving, waarin de brandwerendheidscontroles van niet-voorgespannen en voorgespannen betonprofielen uitgevoerd worden op dezelfde manier als de gebruikelijke normcontroles voor beton. De te controleren elementen worden grafisch geselecteerd met de muis. Grafische functies zoals pannen, inzoomen/uitzoomen, venster zoomen, gebruikergedefinieerd zichtpunt, selectie via snijlijn, enz. vergemakkelijken het werk, zelfs bij complexe structuren. 3D-structuuraanzichten stellen de controles grafisch voor. Via kleuren krijgt de gebruiker een duidelijk overzicht van de onderdelen van de structuur, die overgedimensioneerd zijn en niet voldoen.

Sterke punten ► Volledige integratie binnen de module voor

het ontwerpen van betonconstructies.

► Grafische en tabelmatige uitvoer.

► Drie soorten controles: detailvoorzieningen,

88

vereenvoudigde berekeningsmethode, geavanceerde berekeningsmethode.

esacd.07.01

De module kan onder andere de volgende uitvoer produceren: • Automatisch zoeken van extremen: kritisch belastingsgeval/-combinatie, kritieke balk; • Oplichten van elementen die niet voldoen; • Uitleg van waarschuwingen en fouten die zich tijdens de controle voorgedaan hebben. De optie “enkele controle” kan gebruikt worden om het spanningsrekdiagram, de spanningen en de vervormingen over de volledige hoogte van het profiel, de temperatuurverdeling en het 3D-interactiediagram te bekijken.

Invoer Voordat een brandwerendheidscontrole kan uitgevoerd worden, moeten de temperatuurverdelingscurven in de bibliotheek van de temperatuurcurven gedefinieerd worden. Een item uit de bibliotheek kan meerdere temperatuurcurven bevatten en gebruikers kunnen deze curven interpoleren. De temperatuurcurve wordt gebruikt om de incidentele thermische belasting te definiëren aan de hand van de volgende basiseigenschappen: • Profielzijde die aan het vuur blootgesteld wordt (+Z,-Z,+Y,-Y); • Temperatuurverdelingscurve; • Aantal profiellagen voor de integratie van de temperatuurverdelingscurve om de equivalente lineaire temperatuurbelasting te verkrijgen en voor het berekenen van de scheuren in de sectie. Het programma bevat alle belangrijke factoren en coëfficiënten voor brandwerendheid. Deze kunnen door de gebruiker verder bewerkt worden: • Basisinstellingen voor brandwerendheid EN 1992-1-2:

• Type berekening voor het evalueren van de tijdweerstand R en de kritieke temperatuur Theta_cr voor de uitvoeringslvoorzieningen; • Verminderingsfactoren mu_fi voor kolommen en uitvoeringsvoorzieningen; • Verminderingsfactor voor het ontwerpen van het belastingsniveau voor de vereenvoudigde methode; • Tabelgegevens over de minimumafmetingen van het profiel en, voor basiselementen (balken, kolommen, vloeren en holle welfels), de axiale minimumafstand van de wapening vanaf het uiteinde dat aan het vuur blootgesteld wordt; • De veiligheidsfactoren voor brandwerendheid. • In de “Betonelement” gegevens kan de gebruiker voor ieder element de volgende brandwerende eigenschappen definiëren: • Balktype voor elementen van het type “Balk” (enkelvoudig ondersteund element en doorgaande ligger); • Blootstellingsvoorwaarden voor het type “Kolom” (éénzijde of meer dan één zijde); • Type berekening voor de brandberekening (tijdsweerstand) R en kritieke temperatuur Theta_cr voor de uitvoeringsvoorzieningen; • Elementtype voor voorspanelementen (enkel statisch bepaalde structuren zonder herverdeling van de secundaire krachten, die te wijten zijn aan voorspanning door brand, kunnen gecontroleerd worden).

Controles Er zijn drie soorten controles geïmplementeerd voor staafelementen: • Uitvoeringsvoorzieningen (tabelgegevens), hoofdstuk 5; • Vereenvoudigde berekeningsmethode (zonemethode), bijlage B.2; • Geavanceerde berekeningsmethode. Inbegrepen in C P E


Brandwerendheid EN 1992-1-2

Betonontwerp

Uitvoeringsvoorzieningen Dit soort controle maakt gebruik van tabelwaarden die voor elementen van een bepaald basistype voorgeschreven worden door de norm. Hierbij worden de afmetingen van het profiel en de afstand van de wapening vanaf de randen van het profiel, die aan het vuur blootgesteld wordt, gecontroleerd. Voorwaarden voor deze aanpak: • De hoogte van het profiel is niet beperkt; • De materiaaleigenschappen van de wapening en het beton blijven ongewijzigd; • De temperatuur over de totale hoogte van het profiel kan ofwel uit de temperatuurcurve afgelezen, ofwel volgens de norm berekend of door de gebruiker ingevoerd worden.

Vereenvoudigde berekeningsmethode Dit type berekening laat de volgende controles toe: • Methode van beperkte vervorming; • Interactiediagram (weerstandscontrole). Voorwaarden: • De berekening van de interne krachten houdt wel of geen rekening met het volgende: • De thermische uitzettingscoëfficiënt van het beton wijzigt in functie van de temperatuur (art.3.3.1(1)); • De hoogte van het profiel is niet beperkt volgens de temperatuur; • De materiaaleigenschappen van de wapening en het beton wijzigen niet in

functie van de temperatuur; • De spannings-rek diagrammen van het beton en de wapening zijn niet afhankelijk van de temperatuur. • De brandwerendheidscontrole houdt rekening met het volgende: • De hoogte van het profiel is beperkt (zonemethode), bijlage B2 in EN 1992-1-2; • De materiaaleigenschappen van de wapening (tabel 3.2(a), 3.3) en het beton (tabel 3.1) wijzigen in functie van de temperatuur; • De spannings-rek diagrammen van het beton (Figuur 3.1) en de wapening (Figuur 3.3) zijn afhankelijk van de temperatuur.

Geavanceerde berekeningsmethode Deze methode is een fysisch en geometrisch niet-lineaire berekening die gebruik maakt van de volgende invoerwaarden: • Beperkte profielhoogte (zone methode); • De spannings-rek diagrammen van het beton (Figuur 3.1) en de wapening (Figuur 3.3) wijzigen in functie van de temperatuur; • De materiaaleigenschappen van de wapening

(tabel 3.2(a), 3.3) en het beton (tabel 3.1) wijzigen afhankelijk van de temperatuur; • De thermische uitzettingscoëfficiënt van het beton, berekend voor een bepaalde temperatuur in het zwaartepunt van de sectie (art.3.3.1(1)).

Ondersteunde profielen en elementen Alle soorten 1D betonelementen (balken, kolommen, vloeren, holle welfsels) en betonsecties kunnen met behulp van de uitvoeringsvoorzieningen en de automatische berekening gecontroleerd worden volgens de norm of op basis van de gebruikersinvoer. De berekening van de temperatuurcurve is uitsluitend van toepassing op rechthoekige secties. De vereenvoudigde berekeningsmethode ondersteunt alle niet-voorgespannen structuurelementen met een rechthoekige sectie en statisch bepaalde voorgespannen structuren. De geavanceerde berekening is alleen mogelijk voor niet-voorgespannen elementen met een rechthoekige sectie.

89 esacd.07.01

Betonontwerp

Ontwerp van theoretische wapeningen voor wanden, platen en schalen volgens EC2 (EN 1992)

Deze module van Scia Engineer berekent de nodige theoretische wapening in platen en wanden te berekenen. Het programma is volledig geïntegreerd binnen de werkomgeving van Scia Engineer voor de sterkteberekening van bouwkundige constructies. Met deze module beschikt de ingenieur over een grafische interface voor de berekening en controle van de benodigde wapeningen conform de voorschriften van EC2 EN 1992-1-1.

Gebruik van de module ‘Betonontwerp platen en wanden’ De constructie wordt ontworpen en gecontroleerd binnen de generieke grafische werkomgeving van Scia Engineer. De te controleren platen of wanden worden grafisch geselecteerd. Functies

zoals zoomen, selecties, filteren, aanzichten, … vereenvoudigen aanzienlijk het werk, zelfs voor ingewikkelde constructies. Betondekkingen en wapeninggegevens kunnen in een overzichtelijk dialoogvenster ingevoerd worden. Het programma berekent twee of drie benodigde wapeningslagen aan beide zijden van de plaat. De wapeningslagen hoeven niet noodzakelijk orthogonaal geplaatst te worden. Ze kunnen in om het even welke richting ten opzichte van elkaar lopen. Bovendien is het mogelijk om de wapening te berekenen met een andere dikte dan deze die in het model bepaald is. Hetzelfde geldt voor wanden, waarbij het tevens mogelijk is om met één laag wapening te werken, wat in de praktijk aangewezen is voor dunne platen.

Uitvoer Sterke punten ► 2D-ontwerp van wapeningen, afschuif-

90

controle en scheurvormingscontrole voor wapeningsnetten in twee en drie richtingen. ► Invloed van afschuiving op langswapening. Betrouwbare controle van de betondrukdiagonaal (schoor). Normgerelateerde beoordeling van beperkingen voor minimale wapeningen. ► Afvlakkingstroken voor uitmiddelen van spanningspieken. ► Intuïtieve invoer van instellingen ► Weergave van het resulterende gewicht van de wapening ► De interne krachten van het 2D-ontwerp kunnen opnieuw bekeken worden. ► Scheurwijdtecontrole voor 2D-staven

esacd.02.01

De grafische uitvoer bevat allerhande interessante resultaten: • De interne krachten die voor de berekening van de wapening gebruikt worden. • De benodigde wapening in elke laag (eveneens voor scheurvormingscontrole) samen met de nodige theoretische details, zodat de gebruiker een duidelijker inzicht krijgt in het gedrag van de constructie. • Het gewicht van de wapening. • Diverse opties voor de weergave van de resultaten: isobanden, isolijnen met of zonder labels, kleuren of grijstinten, doorsneden, isobanden met gebruikersschalen, enz.; • Grafische uitvoer in één of meerdere snedes sectie over de constructie. • Resultaten in de knopen of het middelpunt van een element.

Vereiste modules: esas.00 and esa.01.

Ontwerp van theoretische wapeningen voor wanden, platen en schalen volgens EC2 (EN 1992)

• De grafische uitvoer kan worden geëxporteerd (BMP, WMF, DXF, DWG, VRML, 2D en 3D PDF, enz.). Alle items kunnen in het document ingevoegd worden en aan de wensen van de gebruiker aangepast worden. Het document kan actief zijn, wat inhoudt dat sommige ingevoerde waarden in het document zelf gewijzigd kunnen worden en het model vervolgens automatisch aangepast zal worden in overeenstemming met deze wijzigingen.

Normparameters en factoren

Betonontwerp

Alle belangrijke factoren en coëfficiënten uit de EC2 EN 1992-1-1 zijn beschikbaar en kunnen door de gebruiker gewijzigd worden in een intuïtieve set-up. Voor deze set-up zijn zowel een basis als een geavanceerd invoervenster beschikbaar. Parameters en factoren worden waar mogelijk geïllustreerd met een schema of tekening, en verwijzen naar de corresponderende normvoorschriften.

Berekening De berekening van platen en wanden gebeurt in overeenstemming met “Eurocode 2: Ontwerp van betonconstructies - Deel 1: Algemene regels en regels voor gebouwen”. De interne krachten van de elementen worden in de richting van de wapeningslagen berekend. De wapening wordt berekend op basis van deze interne krachten en de ingevoerde beperkingen. De benodigde oppervlakte van de trek- en drukwapening wordt berekend in elk element en in elk knooppunt van alle elementen. Het programma kan de berekening van de benodigde wapening ook uitvoeren op basis van een scheurvormingscontrole.

Naadloze integratie met structurele analyse De resultaten van de berekening (lineaire of niet-lineaire berekening) worden rechtstreeks overgenomen uit de Scia Engineer berekeningsmodules. Deze resultaten zijn tevens beschikbaar in het document van het project.

Nationale bijlagen (esa.00) Het is mogelijk om een specifieke nationale bijlage te definiëren voor de nieuwe Eurocodes. In deze nationale bijlagen kan de gebruiker de waarden terugvinden die op nationaal vlak zijn vastgelegd voor de parameters in Scia Engineer. De systeembibliotheek bevat alle nationale

bijlagen voor de Eurocode 199X serie: combinaties (1990), belastingen (1991), beton (1992) en staal (1993). Via de specifieke setup-knop, krijgt de gebruiker rechtstreeks toegang tot de specifieke instellingen waarin de verschillende nationale parameters bekeken, gewijzigd en opgeslagen kunnen worden.

91 esacd.02.01

Betonontwerp

Gewapend beton - platen en wanden - NEN 6720

Wapeningsberekening voor platen en wanden volgens de Nederlandse norm “Gewapend beton - platen en wanden” is de Scia Engineer module voor de berekening van de theoretisch benodigde wapening voor platen en wanden. Het programma is volledig geïntegreerd binnen de Scia Engineer rekenomgeving. Met deze module beschikt de constructeur over een interactief en grafisch hulpmiddel om automatisch de theoretisch benodigde wapening te berekenen volgens de regels van de NEN 6720.

Werken met de wapeningsberekening voor platen en wanden Het ontwerp van de wapening gebeurt binnen de grafische omgeving van Scia Engineer. Met behulp van de muis worden eenvoudig enkel- of meervoudige selecties gemaakt van de 2D-elementen die berekend moeten worden. Grafische functies, zoals vergroten en verkleinen, vrije keuze voor het zichtpunt op de constructies, enz. maken het werk eenvoudig, zelfs met complexe constructies. De betoneigenschappen van een plaat kunnen eenvoudig gekopieerd worden naar andere platen. Mochten bepaalde invoergegevens gewijzigd moeten worden dan is dit snel en eenvoudig te doen in het eigenschappendialoog van de staaf. Door gebruik te maken van een filterselectie kunnen de eigenschappen van meerdere staven snel gewijzigd worden.

Sterke punten ► Berekening van de vereiste wapeningshoe-

veelheid in drie gespecificeerde richtingen.

► Handmatige invoer van de wapening. ► Uitmiddeling van spanningspieken in

92

gedefinieerde stroken om singulariteiten te elimineren.

esacd.02.03

De betondekkingen worden berekend aan de hand van de milieuklasse, en kunnen achteraf gewijzigd worden. Voor platen kan er een basisnet ingevoerd worden. Het programma rekent dan automatisch de bijlegwapening uit.

van de resultaten: isobanden, isolijnen met labels (zwart/wit afdrukken), numerieke waarden, gebruikersschaal; • Grafische uitvoer in een doorsnede van de constructie met extreme waarden op de doorsnedenlijn, eventueel met kleuronderscheiding indien bepaalde waarden worden over-/onderschreden; • Resultaten in knooppunten of zwaartepunt van de elementen; • Alle grafische uitvoer kan worden geëxporteerd (BMP, WRL, EP3, EMF, WMF, DXF, DWG,…).

De interne krachten van de elementen worden berekend in de wapeningsrichtingen. Met deze nieuwe krachten en de ingevoerde rekenregels, wordt de wapening berekend. Het programma berekent de twee of drie lagen benodigde wapening aan beide kanten van de plaat. De wapeningslagen staan standaard loodrecht op elkaar, maar kunnen in elke willekeurige richting op elkaar geplaatst worden. De hoeveelheid benodigde trek-, drukwapening en afschuifwapening wordt berekend in elk element en in elke knoop van het element. Tijdens de berekening wordt bijgehouden welke rekenregel het benodigde wapeningsresultaat heeft veroorzaakt. Deze status kan in het document opgevraagd worden. U kunt het wapeningsresultaat dus traceren. Het is mogelijk de wapening te berekenen met een andere plaatdikte dan deze gedefinieerd in het rekenmodel. Daarnaast kan een geoptimaliseerde wapeningsberekening gedaan worden zodat met één berekening het resultaat voldoet aan de theoretisch benodigde hoeveelheid en aan de scheurwijdte eisen. Uitvoer De grafische uitvoer geeft u alle relevante resultaten in een oogopslag: • De benodigde wapening in elke laag; • Verschillende mogelijkheden voor het tonen

De numerieke uitvoer naar printer of document wordt bepaald door de gebruiker: • Selectieve uitvoer voor belastingsgevallen /-combinaties, omhullende, geselecteerde elementen, …; • Traceren van de resultaten; zijn de resultaten gebaseerd op minimum wapening, scheurwijdte berekening, theoretisch benodigde wapening, …; • Filteren van de uitvoer; zoeken naar extremen volgens diverse criteria. Alle in- en uitvoer kan in het document toegevoegd worden en aangepast worden aan de eisen van de gebruiker, zoals: • Opmaak van teksten (lettertype, lettergrootte, zwaarte, kleur, …); • Opmaak van tabellen (omlijning, achtergrondkleur, …); • Titelpagina, kop- en voettekst Het is ook mogelijk de samenstelling van de tabellen

Vereiste modules: esa.00, esa.01, esas.00 of esas.01.

Gewapend beton - platen en wanden - NEN 6720

te veranderen, echter hiervoor de is module esa.06 Productivity toolbox noodzakelijk.

Invoermogelijkheden Alle belangrijke factoren voor de wapeningsberekening worden voorgesteld en kunnen worden aangepast: • Minimum verdeelwapening; • Minimum en maximum wapeningspercentages; • Milieuklasse; • Betondekking; • Scheurwijdte variabelen.

Betonontwerp

Naadloze integratie met de berekeningsmodules De interne krachten in de elementen (uit een eerste of tweede orde berekening) worden direct overgenomen van de Scia Engineer berekeningsmodules en gebruikt in de wapeningsberekening module. De wapeningsresultaten kunnen worden toegevoegd aan het document van het project.

93 esacd.02.03

Betonontwerp

Normafhankelijke vervormingsberekening van betonnen balken en kolommen

De slankheid van civieltechnische betonconstructies kan overmatige vervorming veroorzaken vanwege de reductie van de stijfheid door scheurvorming, kruip en krimp van het beton. Derhalve moeten deze effecten in acht worden genomen in de berekening. De module voor de norm afhankelijke vervormingsberekening (NAV) voor gewapende betonnen balken en kolommen is eveneens geïmplementeerd in Scia Engineer . Deze module stelt de gebruiker in staat om een berekening uit te voeren voor betonnen balken en kolommen met in achtneming van de niet-lineaire spanning-rek relatie van beton, en rekening houdend met het effect van scheuren. Aanvullend is een berekening van de vervorming veroorzaakt door kruip van beton mogelijk. De specifieke eigenschappen van de NAV-analyse voor lineaire betonelementen in Scia Engineer zijn: • Stijfheidberekening met in achtneming van de niet-lineaire spannings-rek relatie van beton en wapening; • De berekening kan uitgevoerd worden op basis van door de gebruiker opgegeven werkelijke (praktische) wapening of door het programma berekende benodigde wapening; • Als de NAV berekening wordt uitgevoerd op basis van de door het programma berekende benodigde (theoretische) wapening kan de

Sterke punten ► Berekening van doorbuigingen op basis van

de regelgevingen vermeld in de normen.

► Lange termijn doorbuiging verkregen als

94

veelvoud van de korte termijn doorbuiging en de kruipcoëfficiënt. ► Twee stappenproces: 1 - lineaire berekening + invoer van de wapening + berekening van scheurvorming en hun effecten op de stijfheid. 2 - berekening met gewijzigde stijfheid.

esas.18

gebruiker de berekende benodigde wapening wijzigen door ze te vermenigvuldigen met een factor; • De vervorming veroorzaakt door kruip van beton wordt berekend voor een geselecteerde combinatie. De vervormingen worden tweemaal berekend, éénmaal op basis van de standaard elasticiteitsmodulus van beton en éénmaal op basis van de effectieve elasticiteitsmodulus voor lange duur. Het verschil tussen de twee berekeningen wordt beschouwd als de vervorming die optreedt door kruip De totale vervorming en de vervorming veroorzaakt door korte termijn belasting worden geëvalueerd De volgende handelingen moeten worden uitgevoerd voor het berekenen van norm afhankelijke

vervormingen(NAV) in beton: • Het definiëren van fysisch niet-lineaire betoncombinaties; • Het uitvoeren van een lineaire berekening; • De invoer van praktische wapening of het berekenen van de benodigde theoretische wapening door het programma; • Het uitvoeren van een niet-lineaire berekening door de optie ‘Beton - NAV vervormingen’ te selecteren; • De vervormingen (lineair/NAV/NAV met kruip) kunnen worden getoond en geëvalueerd NAV berekening van vervormingen kan worden uitgevoerd volgens de volgende nationale normen: Eurocode 2, NEN 6720, CSN/STN 73 1201, DIN 1045, Önorm B4700, BS 8110.

Inbegrepen in P E


Normafhankelijke vervormingsberekening van betonnen platen en wanden

Betonontwerp

De slankheid van civieltechnische betonconstructies kan overmatige vervormingen veroorzaken vanwege de reductie van de stijfheid door scheurvorming, kruip en krimp van het beton. Derhalve moeten deze effecten in acht worden genomen in de berekening. De module voor de norm afhankelijke vervormingen (NAV) voor gewapende betonnen platen is eveneens geïmplementeerd in Scia Engineer . Deze module stelt de gebruiker in staat om de berekening uit te voeren voor betonnen platen met in achtneming van de niet-lineaire spannings-rek relatie van beton inclusief het effect van scheuren. Aanvullend is een berekening van de vervorming veroorzaakt door kruip van beton mogelijk. De specifieke eigenschappen van de NAV-berekening van betonnen plaatelementen in Scia Engineer zijn: • Stijfheidberekening met in achtneming van de niet-lineaire spannings-rek relatie van beton en wapening; • De berekening kan uitgevoerd worden op basis van door het programma berekende benodigde wapening; • De gebruiker kan deze berekende benodigde wapening wijzigen door ze te vermenigvuldigen met een factor, op te geven in de betoninstellingen; • De vervorming veroorzaakt door kruip van beton wordt berekend voor een geselecteerde combinatie. De vervormingen worden tweemaal berekend, éénmaal op basis van de standaard elasticiteitsmodulus van beton en éénmaal op basis van de effectieve elasticiteitsmodulus voor lange duur. Het verschil tussen de twee berekeningen wordt beschouwd als de vervorming door kruip; • De totale vervorming en de vervorming veroorzaakt door korte termijn belasting worden geëvalueerd De volgende handelingen moeten worden uitgevoerd voor het berekenen van norm afhankelijke vervormingen (NAV)in beton: • Het definiëren van fysisch niet-lineaire betoncombinaties; • Het uitvoeren van een lineaire berekening; • Het berekenen van de benodigde (theoretische) wapening door het programma; • Het uitvoeren van een niet-lineaire berekening door de optie ‘Beton - NAV vervormingen’ te selecteren; • De vervormingen (lineair/NAV/NAV met kruip) kunnen worden getoond en geëvalueerd.

Inbegrepen in P E


Sterke punten ► Berekening van doorbuigingen op basis van

de regelgevingen in de normen.

► Lange termijn doorbuiging als veelvoud

De NAV berekening van vervormingen voor betonnen plaatelementen kan worden uitgevoerd volgens de volgende nationale normen: Eurocode 2, NEN 6720, CSN/STN 73 1201, DIN 1045, Önorm B4700, BS 8110.

van de korte termijn doorbuiging en de kruipcoëfficiënt. ► Twee stappenproces: 1 - lineaire berekening + invoer van de wapening + berekening van scheurvorming en hun effecten op de stijfheid. 2 - berekening met gewijzigde stijfheid.

esas.19

95

Betonontwerp

Fysisch en geometrisch niet-lineaire berekening van balken in gewapend beton

Met deze module kan de gebruiker op een zeer gebruiksvriendelijke en gemakkelijke manier geavanceerde niet-lineaire berekeningen van betonnen raamwerken uitvoeren. De berekening houdt rekening met de fysisch niet-lineaire stijfheid van beton, waardoor de gebruiker de betonstructuren zo realistisch mogelijk kan modelleren. Bijgevolg is ook het verkregen ontwerp economischer. In de analyse kunnen ook andere nietlineariteiten zoals de geometrische niet-lineariteit opgenomen worden. De gebruiker kan een fysisch niet-lineair spanning/ rekdiagram creëren voor de afzonderlijke betonkwaliteiten, wapeningen of metselmaterialen en dit voor alle in Scia Engineer beschikbare normen. Het diagram kan parabolisch, bilineair (lineair constant) of polygonaal gedefinieerd worden. Het kan uit de door een nationale norm gedefinieerde verhouding tussen de spanning en de rek afgeleid of door de gebruiker gespecificeerd worden. Dit spanning/rek diagram wordt gebruikt om de niet-lineaire axiale en buigstijfheid rond de lokale y- en z-as te berekenen. De profielsectie kan uit diverse betonkwaliteiten opgebouwd zijn, eender welke vorm hebben en al dan niet wapening bevatten. Hierdoor kunnen geavanceerde betonberekeningen uitgevoerd worden voor kolommen, doorgaande liggers, tunnels met grondbelasting, enz. Vermits deze module ook voor geparametriseerde structuren kan gebruikt worden, kan de gebruiker voor typische structuren meerdere sjablonen

Sterke punten ► Fysisch en geometrisch niet-lineaire analyse

van betonnen raamwerkconstructies.

► Niet-betonnen platen en staven worden

lineair behandeld.

► Het effect van scheuren, plasticiteit en

96

andere factoren op de stijfheid worden in aanmerking genomen. ► Toepassing van iteratie en secansmethode (Newton-Raphson).

esas.16

aanmaken om zo tot het meest economische ontwerp te komen. De fabrikant van vakwerkvloeren bijv. wil zoveel mogelijk wapening boven de oplegging hebben, terwijl de bouwfirma liever zo weinig mogelijk wapening boven de oplegging heeft. De normen laten een zekere herverdeling van de interne krachten, die aan het fysisch nietlineaire gedrag van het beton te wijten zijn, toe, waardoor de gebruiker voor iedere klant het meest economische ontwerp kan vinden. Deze fysisch en geometrisch niet-lineaire berekening kan op tweedimensionale en driedimensionale raamwerkstructuren toegepast worden. Als het model van de geanalyseerde structuur een plaat (of meer algemeen een schaal) bevat, wordt het model ook geanalyseerd, waarbij de plaat (of schaal) als lineair element beschouwd wordt. Hetzelfde geldt voor balken uit een ander materiaal dan gewapend beton. Voor balken in gewapend beton wordt er rekening gehouden met de invloed van scheurvorming, plasticiteit en andere factoren die de stijfheid beïnvloeden. Het probleem wordt aangepakt en opgelost via een werkelijke niet-lineaire berekening, d.w.z. met behulp van de NewtonRaphson methode die in Scia Engineer geïmplementeerd is. De gebruiker kan de toe te passen niet-lineariteit selecteren: (i) fysisch, (ii) geometrisch of (iii) beide. De resultaten van iedere berekening tonen duidelijk det gescheurde sectie en de berekende axiale en buigstijfheid voor elke sectie. De gebruiker kan iedere sectie afzonderlijk controleren met behulp van de dialoog ‘Enkelvoudige controle’, waarin de toegepaste belastingen en de daaruit voortvloeiende spanningen en vervormingen in de (gewapende) sectie duidelijk weergegeven worden. Alle resultaten kunnen naar het document gestuurd worden en er kan een overzichtelijke en heldere berekeningsnota opgesteld worden. Inbegrepen in C P E


Ponscontrole

Deze module voert ponscontroles uit. Ze berekent de benodigde wapening in de kritieke sneden, controleert de ponscapaciteit van de plaat en houdt rekening met gaten en kolomkoppen. Daarnaast wordt ook de schuifspanning in de kritische doorsnede gecontroleerd.

Omschrijving

Betonontwerp

Er kunnen zowel cirkelvormige als rechthoekige kolommen of funderingspalen berekend worden. Andere doorsneden worden automatisch naar rechthoeken omgezet. De controleprocedure bestaat uit drie stappen: • Instelling: invoer van standaard parameters zoals gebruikt in de berekeningsprocedure; • Ponsgegevens: het specificeren van controle parameters voor individuele elementen; • Ponscontrole – het uitvoeren van de eigenlijke controle.

Kenmerken en functies • Ontwerp van de benodige wapening in kritieke sneden conform EC2, NEN, DIN, BS, CSN, STN, ÖNORM, en SIA; • Controle van de capaciteit van de plaat tegen doorponsen in kritieke sneden volgens de technische voorwaarden (geconcentreerde reacties van kolommen of opleggingen die zich loodrecht onderaan de plaat bevinden) voor de geselecteerde belastingsgevallen; • Berekening van de schuifspanning in de kritieke snede; • Definitie van de geometrie: steunpunt in een hoek, langs de randen, aan de binnenzijde van de plaat; • Er wordt rekening gehouden met openingen bij het berekenen van de lengte van de omtrek van de kritieke zone; • Mogelijkheid om rechte of prismatische kolomkoppen te definiëren; • De gegevens voor de ponscontrole worden afgeleid uit het berekeningsmodel van de berekende plaat; • Interne krachten kunnen uit de berekeningsresultaten overgenomen worden, of kunnen manueel ingevoerd of aangepast worden; • Ponscontrole kan uitgevoerd worden voor de automatisch berekende en nodige hoofdwapening in de plaat, of voor de manueel door de gebruiker ingevoerde wapening; • ‘Tool tips’ beschrijven op grafische wijze de eigenschappen in het pons-dialoogvenster; • Bijkomende mogelijkheid voor meervoudige ponscontrole (controle van diverse punten tegelijkertijd): • Eenheidscontrole met grafische interpretatie;

Vereiste modules: esas.00 en esa.01.

Sterke punten ► Controle van de ponsweerstand van de

plaat.

• Drie extremen voor de controle. • Gedetailleerde documenten en tabellen voor elke ponscontrole (enkelvoudig of meerdere elementen).

► Controle van de schuifspanning in het

kritieke profiel.

► Beschouwing van technologische

openingen.

97 esacd.03.xx

Betonontwerp

Praktische wapening voor balken en kolommen

De module ‘Praktische wapening voor balken en kolommen (esacdt.01)’ zet de theoretische wapening (zie esacd.01.01) om naar concrete langswapening en beugels. Dit gebeurt aan de hand van een open bibliotheek van templates waaruit de gebruiker de gewenste werkwijze of bedrijfsstandaard kiest. Daarna bestaat eveneens de mogelijkheid om verankeringsdetails voor langsen dwarswapening via ombuigingen en haken te definiëren. Net zoals er twee ‘onafhankelijke’ structuurmodellen in Scia Engineer gedefinieerd zijn (berekeningsmodel voor invoer en berekening, en constructiemodel voor tekeningen), is het ook mogelijk om de langsen dwarswapening in twee modes voor te stellen. • Rekenmodel van de wapening wordt toegepast in de beschikbare normcontroles en in de niet-lineaire berekening van vervormingen of herverdeling van interne krachten van betonnen balken en kolommen; • Constructiemodel van de wapening is geïmplementeerd voor het maken van tekeningen en import en export van wapening uit en naar CAD systemen. Zoals eerder vermeld, kan deze wapening manueel door de gebruiker ingevoerd worden, of automatisch berekend door Scia Engineer (in combinatie met esacd.01.01). De verankeringen (haken en ombuigingen) worden steeds in het constructiemodel gedefinieerd, en bijgevolg wordt hiermee geen rekening gehouden in de berekeningen en de controles. Deze

Sterke punten ► Automatisch ontwerp van verankeringsde-

tails voor de langsen dwarswapening.

► Controle van de detailleringsregels. ► Professionele presentatie van het

wapeningsontwerp

► Automatisch ontwerp van praktische

98

wapening. ► Wapening rond openingen en in variabel verlopende secties.

esacdt.01

vorm blijft dus exclusief gerelateerd (i) aan de voorstelling in het grafische venster, het document (rekennota) en de tekeningen in Scia Engineer en (ii) aan de gegevensuitwisseling met gespecialiseerde programma’s voor de voorbereiding van wapeningstekeningen. De verankering kan gedefinieerd worden voor: • Beugels (afschuiving en torsie); • Langswapening (gebogen). Eigenschappen van de verankering: • De standaard eigenschappen van de verankeringsdetails kunnen afzonderlijk aangepast worden voor specifieke projecten of globaal voor alle projecten; • De verankering kan in een andere kleur dan de wapening, die bij de berekeningen meegenomen wordt, voorgesteld worden; • Het programma heeft de mogelijkheid om de minimale verankeringslengte voor beugels, zoals gespecificeerd in de nationale voorschriften, te controleren. Indien de verankeringslengte niet overeenkomt met de vooropgestelde voorwaarden, dan past het programma dit automatisch aan; • Individuele verankeringseigenschappen kunnen geparameteriseerd worden. Met deze eigenschap is het mogelijk om gebruikerstemplates voor te bereiden; • De verankeringslengte kan zowel bij open als gesloten beugels gebruikt worden; • De verankeringsdetails zijn beschikbaar voor alle types van doorsneden; • De gebruiker zelf kan de verankeringspositie op een beugel kiezen; • De gebruiker kan ook automatisch wapening rond openingen invoeren. De beschikbare voorstellingswijzen voor de verankering in het grafisch venster, het document en de tekeningen: • 3D-voorstellingswijze met inbegrip van verankeringsdetails; Inbegrepen in C P E S

Praktische wapening voor balken en kolommen

• Tekening van de individuele wapeningsstaven in een balk.

Controle van een structurele wapening (esacd.01.01 vereist)

Betonontwerp

De praktische wapening wordt gebruikt om de wapening te controleren. De controle kan uitgevoerd worden voor een volledige staaf of een individuele sectie. Dit wordt gedaan door de optie ‘Capaciteitscontrole’ of de optie ‘Spannings-rek controle’ te gebruiken. De controles kunnen op drie verschillende niveaus uitgevoerd worden, afhankelijk van de details die nodig zijn voor de berekening. De gebruiker kan een niveau kiezen voor de voorstelling van de resultaten. Het eerste niveau is een 3D-plot op het scherm die een eenheidscontrole toont van de berekende eigenschappen (moment, normaalkracht, dwarskracht, torsie): Een tweede controleniveau is een numerieke uitvoer in tabellen. Hier heeft de gebruiker een duidelijk numeriek overzicht van alle controles die uitgevoerd kunnen worden zoals een controle voor de momenten, dwarskracht, normaalkracht en torsie. Een derde controleniveau (sectiecontrole) omvat een capaciteits- en spannings-rek controle, zoals verder besproken.

Capaciteitscontrole De capaciteitscontrole berekent de maximale toegelaten interactie tussen de normaalkracht N en de buigmomenten My en Mz. In theorie is dit een 3D-diagram (interactiediagram), maar Scia Engineer geeft de gebruiker de mogelijkheid om horizontale en verticale secties te maken. De as van het diagram heeft een as voor de normaalkracht Nx, het buigmoment My en het buigmoment Mz.

Spannings-rek controle De spannings-rek controle is een hele andere methode. Ze gebruikt een iteratie-routine om een evenwicht te berekenen, gebaseerd op de interne krachten, de doorsnede, de materiaaleigenschappen en de wapenings-layout. Deze methode berekent echter niet de maximale waarden zoals het interactiediagram, maar het evenwicht voor die doorsnede. De berekening bevat ook de hoogte van de betondrukzone, krommingen, spanningen, rekken en krachten. De spannings-rekcontrole werkt voor elke interactie van de normaalkracht met uni-axiale of bi-axiale buigmomenten.

99 esacdt.01

Betonontwerp

Praktisch wapenen platen en wanden

Deze module zorgt er voor dat de gebruiker een praktische wapeningslayout in een plaat of muur kan definiëren. De gebruiker geeft details gemakkelijk in zoals de nodige parameters, bekleding en staafafstand die dan automatisch aan de plaat toegevoegd worden. De grafische weergave van de 3D-wapeningsstaven zorgt voor een gemakkelijk en gebruiksvriendelijk overzicht van de plaatsen en diameters van de staven. De wapeningsschema’s kunnen in een berekening van de fysieke niet-lineaire doorbuiging van de platen en muren gebruikt worden. De schema’s kunnen als netten, een reeks staven of individuele staven gedefinieerd worden. De verankeringslengte kan op een gebruiksvriendelijke manier ingesteld worden. Deze module is dus een zeer gemakkelijke en krachtige module voor de definiëring van praktische wapeningsschema’s in platen en muren. De gebruiker definieert de wapening door standaard grafische werktuigen van Scia Engineer te gebruiken. De wapeningsschema’s hebben specifieke eigenschappen zoals diameter, bekleding en staafafstand Al deze eigenschappen kunnen gemakkelijk geparametriseerd worden door gebruik te maken van de module esa.11. De gebruiker kan eveneens een stavennet van de bibliotheek met wapeningsnetten nemen. De geometrie van het schema kan gedefinieerd door een table editor en directe input te gebruiken.

Sterke punten ► Intuïtieve en simpele invoer van stalen

wapeningsstaven in platen en muren.

► Precieze tekeningen, nauwkeurige

100

berekeningen, perfecte documentatie en presentaties van wapeningsplaten.

esacdt.03

De wapeningsstaven worden gebruikt in de berekening van de normafhankelijke doorbuigingen in de platen. Gebaseerd op de kruipfactor en de wapening kan de onmiddellijke, totale en bijkomende doorbuiging dan berekend worden met behulp van de module esas.19.

Inbegrepen in C P E S

Vereiste modules: esacd.02.xx, esas.19.

Strengenpatronen

Betonontwerp

Met de module ‘Strengenpatronen’ is de gebruiker in staat om snel en gemakkelijk een voorgespannen betonnen balk te modelleren volgens de dagelijkse praktijk. Gebruikmakend van zogenaamde boorgatenen strengenpatronen voert de gebruiker de individuele strengen in en geeft de eigenschappen voor de streng(en) op, zoals initiële spanning, onthechtinglengte, dwangpuntafstand, strengtype, enz. In een bibliotheek is de gebruiker in staat om boorgatenen strengenpatronen op te slaan en terug in te lezen. Deze werkwijze is dus volledig in overeenstemming met de gestandaardiseerde manier van werken door het gehele bedrijf/fabriek. In combinatie met de module ‘parametrisering’ beschikt de gebruiker zodoende over de beste oplossing voor voorgespannen prefabliggers. Gebruikmakend van het idee van een “hoofdgebruiker”, is de klant in staat om een “hoofdgebruiker” aan te stellen die strengenpatronen en individuele projectsjablonen en parameters creëert en beheert. De dagdagelijkse “normale” gebruiker gebruikt dan de sjablonen van de hoofdgebruiker op een snelle en eenvoudige wijze, zodat er wordt vermeden dat hij niet volgens de bedrijfsnorm werkt of een foute invoer doet. De strengen-/doorsnedenbibliotheek kan door de “hoofdgebruiker” op de server van het bedrijf gezet worden of zelfs publiek gemaakt worden aan zijn klantenbasis bijv. via het Internet. Verschillende gegevens van de doorsnede kunnen worden geïmporteerd middels DWG of DXF, zo bijdragend aan een snelle overstap van de bestaande rekenmethodes naar de geïntegreerde oplossing van Scia Engineer . Het invoerscherm voor de strengenpatronen is eenvoudig opgezet en volgens de dagelijkse praktijk. In één oogopslag is de gebruiker in staat om de zwaartepunten van de doorsnede en voorspanning te beoordelen. Voor asymmetrische doorsneden zoals T-liggers aan de rand van een prefabbrug draagt dit bij tot een gedegen ontwerp van de voorspanning. Een overzichtstabel met geometrische gegevens die telkens upgedate wordt, berekent de gegevens van de voorspanning en de gescheurde betondoorsnede, terwijl de gebruiker de layout van de strengen invoert. De gegevens zijn bijv. het gescheurde traagheidsmoment, de betondoorsnede zonder strengen, het weerstandsmoment van de bovenvezel, enz. De gebruiker kan ook eenvoudig onthechte en gedrukte strengen definiëren. Zelfs gekromde liggers kunnen voorgespannen worden middels gedrukte strengen. Alle voorspanmaterialen kunnen gebruikt worden, zoals draden, strengen en staven. Dit betekent dat constructies Inbegrepen in E

Vereiste modules: esa.00.

zoals asymmetrische T’s, dubbele T’s, kanaalplaten, funderingspalen, breedplaten en andere gemodelleerd worden. Alle ingevoerde gegevens kunnen in het grafische scherm van Scia Engineer bekeken worden, en indien nodig gemakkelijk aangepast worden. Gebruikmakend van de zogenaamde beeldparameters is de gebruiker in staat om de tekening van het strengenpatroon eenvoudig conform de bedrijfsgebruiken in te stellen; hetzelfde plaatje wordt ook in het document (rekennota) gebruikt. Andere gegevens die geprint kunnen worden zijn o.a. de initiële spanning, het boorgaten patronen, en de eigenschappen van de (individuele) strengen. Deze module wordt gebruikt in combinatie met de module ‘bouwfasen’, ‘tijdafhankelijke analyse’ en de module ‘voorspancontroles’. Deze module werkt niet zonder module esas.40: ‘Berekening van voorspanstructuren’.

Sterke punten ► Gebruikergedefinieerde sjablonen voor

voorspanwapening in voorgespannen/ nagespannen betonbalken. ► Sjablonen gemakkelijk opnieuw gebruiken in andere projecten. ► Parametrisering van de wapeningssjablonen. ► Boorgatpatronen kunnen ingevoerd worden op basis van een dwg/dxf-file. ► Asymetrische strengenpatronen.

esa.17

101

Voorspanning

Betonontwerp

‘Nagespannen- of externe kabels’ De toepassing ‘Nagespannen of externe kabels’ laat de gebruiker toe om op een praktische manier voorspanwapening in balken, kolommen, wanden en platen in 3D te modelleren. De gebruiker kan op een grafische manier een interne of externe kabel tekenen, of hij heeft de mogelijkheid om voor het ontwerp van een nagespannen kabel gegevens op te halen uit een (open) bibliotheek met standaard “bron-geometrieën”. Deze bron-geometrieën omvatten telkens een deel van de kabel, zoals bijv. het rechte deel aan het uiteinde, het gebogen deel met de minimale straal boven de oplegging of het centrale deel van de kabel. Bron-geometrieën kunnen aan elkaar gekoppeld worden om de uiteindelijke praktische geometrie van de kabel met de dagelijkse engineeringpraktijk in overeenstemming te brengen. Kabelgeometrieën kunnen daarnaast ook gemakkelijk uit XML, DWG of DXF files geïmporteerd worden. Tijdens het ontwerp, d.w.z. voorafgaand aan de berekening, krijgt de gebruiker snel een raming van de optredende verliezen, wat bijdraagt tot een snel en praktisch ontwerp. Na het uitvoeren van de berekening, kunnen de betreffende geometriegegevens en de kabeleigenschappen overzichtelijk uitgeprint worden. Bijkomend kunnen alle (geometrische) eigenschappen van de interne of externe kabel geparametriseerd worden, wat bijdraagt tot een snel en gemakkelijk ontwerp van steeds weerkerende of relatief standaard voorspanconstructies.

Sterke punten ► Rechtstreekse invoer van interne en

externe nagespannen voorspanwapening.

► Geometrie van de voorspanwapening

102

importeren via DXF, DWG, XML. ► Voorspanwapening exporteren naar CAD-programma’s voor het afwerken van tekeningen.

esa.20

Kabels kunnen voor elke constructie-type gedefinieerd worden: bruggen, vloerplaten in een gebouw, wanden of liggers. De volgende normen worden ondersteund: DIN, ÖNORM, CSN, NEN, ENV en de recentste EN-norm. De kabels kunnen gekromd zijn in een vertikaal en horizontaal 2D-vlak. Daardoor is het mogelijk om nagenoeg elke voorgespannen constructie, met of zonder interne of externe kabels, te modelleren. De gebruiker definiëert alle nodige eigenschappen van de kabel zoals de wigzetting, de aanvangspanning, de wrijvingseigenschappen enz. Daarenboven kan de gebruiker de toegepaste manier van voorspanning definiëren (enkel vanaf het begin, vanaf het begin en bijspannen op het eind, enz.), en het type korte termijn relaxatie. De bijhorende materiaalbibliotheek bevat de meest gebruikte voorspanmaterialen en -elementen zoals draden, strengen, kabels en staven. De toegepaste relaxatietabellen worden door de betreffende nationale norm gedefinieerd en kunnen aan de vereisten van de gebruiker of de fabrikant aangepast worden. Van zodra het ontwerp van de kabel is uitgevoerd, kan deze bijv. naar een CAD-programma geëxporteerd worden teneinde de tekening ervan af te werken. Het rekendocument print alle nodige gegevens, resultaten en eigenschappen van de kabel uit. Alle relevante gegevens

zijn inbegrepen in het afgewerkte document (rekennota) van Scia Engineer en vereisen geen verdere behandeling. De toepassing van naspanning, gecombineerd met de module voor parametrisatie laat de gebruiker toe om op een eenvoudige en praktische manier sjablonen (of templates) van nagespannen constructies op te stellen, en dit voor zowel projectgebonden als bedrijfseigen toepassingen. Het document (rekennota) is steeds conform de noden en praktijk van de ingenieur. Daarenboven kan elk individueel document afzonderlijk voor elke externe partij gedefinieerd worden; zo is het bijv. is mogelijk dat een extern controlebureau beschikt over een gedetailleerder document (grafisch of numeriek) dan een collega. Dit kan met één enkele muisklik aangepast worden. Dit deel van deze module wordt gebruikt in combinatie met de programma’s voor ‘Constructiefasen’, ‘TDA = Tijdsafhankelijke Analyse/Time Dependant Analysis’ en ‘Voorspanningscontrole’. Dit programma werkt echter niet zonder de module esas.40: ‘Berekening van voorgespannen constructies’. Het complete geïntegreerde pakket met de voorspanmodules is vandaag de dag de beste oplossing voor de berekening van zowel voorgespannen als nagespannen constructies. Inbegrepen in E

Vereiste modules: esas.00.

Controle van voorgespannen liggers volgens EN 1992

Betonontwerp

‘Controle van voorgespannen liggers’ is een geavanceerde module voor wie voorgespannen liggers en constructiefasen berekent. De liggers hebben om het even welke doorsnede en worden gemodelleerd als 2D- of 3D-staafconstructies. Er bestaat geen verschil tussen de werkwijze voor 2D- en 3D-constructies. De toepassing kan al dan niet in combinatie met de TDA (Time Dependant Analysis) module gebruikt worden. Het grafisch venster laat een eenvoudige controle toe van de respons, scheuren, dwarskrachten, torsie, hoofdspanningen en de capaciteit van de doorsnede . Het is eveneens mogelijk om met alle gedefinieerde constructiefasen rekening te houden. De ontwikkeling van de betonsterkte en -stijfheid in de tijd wordt eveneens in rekening gebracht binnen het model. Daarbij kan nog een controle van de toegelaten beton- en strengenspanningen en de afschuiving in de constructievoeg uitgevoerd worden.

Werken met voorspancontroles De gebruiker werkt in een volledig grafische omgeving. Na het afronden van de berekening van de voorgespannen ligger heeft de gebruiker de mogelijkheid om de nodige controles uit te voeren voor elk van de individuele constructiefases. De controle kan dus uitgevoerd worden voor om het even welk moment in de opbouw van de constructie! Zo kan bijv. de benodigde wapening in de uiterste grenstoestand bepaald worden. De berekening van langswapening houdt rekening met de door de gebruiker gedefinieerde voorspankabels en -strengen en klassieke betonwapening. Alle gegevens worden duidelijk voorgesteld. De controle van de doorsnede (rekken, spanning, krachten) heeft telkens haar eigen pagina voor interne krachten die resulteren uit (1) voorspanning (primair/secundair), (2) eigen gewicht en (3) nuttige last. Het is eveneens mogelijk om een controle uit te voeren van de individuele voorspankabels, de strengen, de wapeningsstaven of de betonvezels. De veroudering van pas gestort beton wordt ingecalculeerd in het model, d.w.z. dat de sterkte en de stijfheid van het beton afhangen van het tijdstip van storten. De optredende lasten, rekken, spanningen en interne krachten voor uni-axiaal en bi-axiaal belaste doorsneden kunnen in een 2D- of 3D-grafisch venster bekeken worden. Het is mogelijk om zowel de initiële als de resulterende toestand van de spanningen, rekken enz. te evalueren. De begintoestand is de status


Sterke punten ► In combinatie met bouwfasen en tijdsafhan-

kelijke analyse is dit een uniek hulpmiddel voor het Analyseen van voorgespannen betonstructuren. ► Versnellen van het verharden van het beton dankzij opwarming tijdens de productie. ► De ankerlengte wordt automatisch berekend volgens de EC. ► Controle van alle spanningscomponenten en hoofdspanningen. ► Controle van de schuifspanning op het verbindingsoppervlak.

esacd.04.01

103

Betonontwerp

Controle van voorgespannen liggers volgens EN 1992

van de doorsnede waarin alle eigen gewichten met inbegrip van de voorspanning aangebracht zijn; de resulterende toestand is de status van de doorsnede waarbij alle belastingen (eigen gewichten en nuttige lasten met inbegrip van voorspanning) meegenomen zijn. De optredende spanning in de voorspankabels en -strengen is de spanning waarbij de verliezen ten gevolge van kruip, krimp en relaxatie inbegrepen zijn. Deze berekening kan uitgevoerd worden volgens EN 1992-1-1 (Gebouwen) of EN 1992-2 (Bruggen). Bijkomend worden de verliezen ten gevolge van elastische vervorming in rekening gebracht. Er werden speciale regelingen getroffen voor de prefab beton volgens hoofdstuk 10 van EC2. De momentcapaciteit van de hele ligger wordt berekend voor het resulterende vectormoment van My en Mz – d.w.z. het moment rond de respectievelijke y-as en z-as. Deze capaciteit kan gemakkelijk vergeleken worden met de optredende krachten. De capaciteit van een specifieke sectie wordt met de interactiediagrammen van N, My en Mz gecontroleerd. De toegelaten spanningen worden gecontroleerd volgens paragraaf 5.10.2.2 uit de norm. De invloed van omgevingsklassen, de hoeveelheid klassieke staalwapening en de positie van de voorspanwapening kunnen gemakkelijk voor de individuele constructiefasen gecontroleerd worden. De hoofdspanningen kunnen ook volgens EC2 gecontroleerd worden.

Conclusie

104

De module ‘Voorspanningcontrole volgens EN 1992’ is een eenvoudig te gebruiken hulpmiddel

esacd.04.01

voor ingenieurs die gewapende, voorgespannen liggers moeten controleren in de uiterste- en de bruikbaarheidsgrenstoestand. Er is geen onderscheid tussen uni-axiale of bi-axiale buiging. Alle constructiefasen worden gerespecteerd. Het model houdt rekening met de reologische veroudering (ontwikkeling van betonsterkte en

stijfheid doorheen de tijd). Het programma werkt gemakkelijk en intuïtief. De grafische uitvoer helpt de ingenieur om inzicht te krijgen in de structuur en laat toe om efficiënter de ontwerpen. Het hergenereerbaar document (rekennota) bundelt de berekeningsresultaten en levert een duidelijk, overzichtelijk en correct uitvoerdocument af.

Controles van voorgespannen liggers volgens NEN 6720

Betonontwerp

‘Controle van voorgespannen liggers’ is een geavanceerde module voor wie de berekening van voorgespannen liggers en constructiefasen berekent. De liggers hebben om het even welke doorsnede en worden gemodelleerd in 2D- of 3D-staafconstructies. Er bestaat geen verschil tussen de werkwijze voor 2D- en 3D-constructies. De toepassing kan al dan niet in combinatie met de TDA (Time Dependant Analysis) module gebruikt worden. Het grafisch venster laat een eenvoudige controle toe van de respons en de capaciteit van de doorsnede. Het is eveneens mogelijk om met alle gedefinieerde constructiefasen rekening te houden. De ontwikkeling van de betonsterkte en -stijfheid in de tijd wordt eveneens in rekening gebracht binnen het model. Daarbij kan nog een controle van de toegelaten beton- en strengenspanningen uitgevoerd worden.

Werken met voorspancontroles De gebruiker werkt in een volledig grafische omgeving. Na het afronden van de berekening van de voorgespannen ligger heeft de gebruiker de mogelijkheid om de hierboven vermelde controles uit te voeren voor elk van de individuele constructiefases. De controle kan dus uitgevoerd worden voor om het even welk moment in de opbouw van de constructie! Zo kan bijv. de benodigde wapening bepaald worden. De berekening van de langswapening houdt rekening met de door de gebruiker gedefinieerde voorspankabels en -strengen en klassieke betonwapening. Alle gegevens worden duidelijk voorgesteld. De controle van de doorsnede (rekken, spanning, krachten) heeft haar eigen tab-pagina voor interne krachten die resulteren uit (i) voorspanning (primair/secundair), (ii) eigen gewicht en (iii) nuttige last. Het is eveneens mogelijk om een controle uit te voeren van de individuele voorspankabels, de strengen, de wapeningsstaven of de betonvezels. De veroudering van pas gestort beton wordt ingecalculeerd in het model, d.w.z. dat de sterkte en de stijfheid van het beton afhangen van het tijdstip van storten. De optredende lasten, rekken, spanningen en interne krachten voor uni-axiaal en bi-axiaal belaste doorsneden kunnen in een 2D- of 3D-grafisch venster bekeken worden. Het is mogelijk om zowel de initiële als de resulterende toestand van de spanningen, rekken enz. te evalueren. De begintoestand is de status van de doorsnede waarin alle eigen gewichten met inbegrip van de voorspanning aangebracht zijn; de resulterende toestand is de status van de doorsnede waarbij alle belastingen (eigen gewichten en nuttige lasten met inbegrip van

Vereiste modules: esas.40, esas.27 of esas.38.

voorspanning) meegenomen zijn. De optredende spanning in de voorspankabels en -strengen is de spanning waarbij de verliezen ten gevolge van kruip, krimp en relaxatie inbegrepen zijn. Bijkomend worden de verliezen ten gevolge van elastische vervorming in rekening gebracht. De momentcapaciteit van de hele ligger wordt berekend voor het resulterende vectormoment van My en Mz – d.w.z. het moment rond de respectievelijke y-as en de z-as. Deze capaciteit kan gemakkelijk vergeleken worden met de optredende krachten. De capaciteit van één enkele sectie wordt met de interactiediagrammen van N, My en Mz gecontroleerd. De toelaatbare spanningen worden gecontroleerd volgens paragraaf 8.1.7 en 8.7.4 uit de norm. De invloed van de omgevingsklassen, de hoeveelheid klassieke staalwapening en de positie van de voorspanwapening kunnen gemakkelijk gecontroleerd worden voor de individuele constructiefasen.

Conclusie De module ‘Voorspanningcontrole volgens NEN 6720’ is een eenvoudig te gebruiken hulpmiddel

voor ingenieurs die gewapende, voorgespannen liggers moeten controleren in de uiterste- en de bruikbaarheidsgrenstoestand. Er is geen onderscheid tussen uni-axiale of bi-axiale buiging. Alle constructiefasen worden gerespecteerd. Het model houdt rekening met de reologische veroudering (ontwikkeling van betonsterkte en stijfheid doorheen de tijd). Het programma werkt gemakkelijk en intuïtief. De grafische uitvoer helpt de ingenieur om inzicht te krijgen in de structuur en laat toe om efficiënter de ontwerpen. Het hergenereerbaar document (rekennota) bundelt de berekeningsresultaten en levert een duidelijk, overzichtelijk en mooi en correct uitvoerdocument af.

Sterke punten ► Een ultramodern hulpmiddel voor het

Analyseen van voorgespannen betonstructuren, vooral in combinatie met bouwfasen en tijdsafhankelijke analyse. ► Controle van alle spanningscomponenten en hoofdspanningen. ► Controle van de schuifspanning op het verbindingsoppervlak.

esacd.04.03

105

Betonontwerp

Controle van kanaalplaten volgens EN 1168

In combinatie met Scia ODA beschikt de gebruiker met deze module over een heel krachtig hulpmiddel dat op een snelle en gebruiksvriendelijke manier kanaalplaten berekent, zowel mét als zonder openingen. Met behulp van ‘Controle van Kanaalplaten’ heeft de gebruiker de mogelijkheid om naast de gewone EN 1992-1-1 (standaard betonnorm), gemakkelijk en snel controles volgens de EN 1168 uit te voeren. De diverse controles omvatten splijten, doorponsen en dwarskracht/torsie interactie. Met de module voor algemene doorsnedes (zie esa.07) heeft de hoofdgebruiker de mogelijkheid om een gepersonnaliseerde set kanaalplaatdoorsnedes te definiëren. Deze module werd ontworpen in nauwe samenwerking met ingenieurs en producenten van prefab betonnen elementen; met het resultaat worden dagdagelijkse engineering problemen op een efficiënte manier benaderd. De ‘hoofdgebruiker’ (of hoofdingenieur) legt een sjabloon van een berekening en/of een document van een kanaalplaat vast binnen de algemene werkomgeving van Scia Engineer. Nadien kunnen alle andere ‘gewone gebruikers’ of tekenaars dit sjabloon in Scia ODA (of Scia Engineer) openen. Deze gebruiker hoeft enkel nog de parameters in te voeren die door de ‘hoofdgebruiker’ gedefinieerd zijn; hiermee wordt de kans op het maken van fouten sterk gereduceerd en tegelijkertijd wordt de kostprijs van repetitieve engineering aanzienlijk verminderd. De doorsnedenbibliotheek bestaat uit alle soorten samengestelde kanaalplaten. De ‘hoofdgebruiker’

Sterke punten ► Een technologische state-of-the-art tool

106

voor de analyse van voorgespannen betonconstructies, vooral in combinatie met bouwfasen en tijdsafhankelijke analyse.

esacd.06.01

parameteriseert o.a. de dikte van de druklaag. De ‘gewone gebruiker’ kiest achteraf de gewenste set kanaalplaten met de bijbehorende strengenpatronen uit om te berekenen. Na het hergenereren van het document, worden alle controles automatisch uitgevoerd en de gebruiker ziet onmiddellijk of de kanaalplaat al dan niet voldoet. De gebruiker (bijv. binnen de R&D afdeling) heeft tenslotte de mogelijkheid om de zogenaamde ‘belasting-capaciteit’ diagrammen te berekenen. Met de batch processor module bestaat de mogelijkheid om de maximale overspanning voor een vooraf gedefinieerd sjabloon van een kanaalplaat te berekenen. Men kan hiermee eveneens de invloed van individuele parameters, zoals belasting, betonkwaliteit, belastingstijd, kruipfactor, set strengenpatronen, enz. op de maximaal toelaatbare overspanning onderzoeken.


Bollenplaatvloeren

Het gebruik van bollenplaatvloeren krijgt steeds meer aandacht op de markt vanwege de vele voordelen.

Betonontwerp

Het concept van een bollenplaatvloer is heel eenvoudig. Plastische bollen worden aangebracht tussen de bovenste en onderste klassieke statische wapening van een betonnen plaat. Deze vervangen beton in zones waar dit geen structureel voordeel biedt. De belangrijkste voordelen zijn: • Het gewicht van de vloer is tot 35% lager dan dat van massieve platen, • Het is mogelijk om grotere overspanningen te realiseren, • Een meer open vloer lay-out, d.w.z. gebruik van minder kolommen. De gebruiker werkt met de generieke functies van Scia Engineer zoals belasting, combinaties, bekijken van resultaten, controle van vervormingen. Naast deze generieke functies zijn er ook meer specifieke mogelijkheden beschikbaar voor bollenplaatvloeren (ontwerpnorm: EC-EN) zoals: • Bibliotheek met types bollen, • Automatische bepaling van bollenplaatvloerzones, • Aanpassen van de stijfheid, • Berekening van de langswapening en ponswapening.

Modelleren van bollenplaatvloeren Het modelleren van bollenplaatvloeren is gebaseerd op de generieke mogelijkheden van Scia Engineer. De gebruiker maakt een standaard analysemodel inclusief lasten, belastinggevallen, combinaties, enz. Een typische set belastinggevallen omvat: 1. Paneel eigengewicht + toplaag 2. Permanente belasting op de vloer 3. Variabele belasting op de vloer 4. Effecten van de windbelasting ten gevolge van de zijdelingse flexibiliteit van de constructie. De combinaties voor de berekening van de wapening en de interne krachten zijn standaard Uiterste grenstoestand-combinaties en de Bruikbaarheidsgrenstoestand-combinaties volgens Eurocode.

Ontwerp van bollenplaatvloeren Het ontwerp wordt op dezelfde wijze uitgevoerd als voor massieve betonvloeren. Er wordt rekening gehouden met het lagere eigen gewicht en de aangepaste stijfheid.


Bollen moeten worden weggelaten op plaatsen waar de afschuifkracht de verminderde afschuifkracht van de bollenplaatvloer overschrijdt. Deze plaatsen worden vervangen door massief beton. Dit gebeurt met name in de buurt van kolommen en aansluitingen op wanden waar de afschuifkracht relatief hoog is. Ponscontroles worden uitgevoerd zoals voor een massieve vlakke plaat vanwege de massieve gedeeltes rond de kolommen. De vloer kan worden gecontroleerd door standaard Scia Engineermodules volgens BS 8110 (esacd.02.09), EN 1992-1-1 (esacd.02.01) en EN 1992-1-2 (brandwerendheidscontrole) (esacd.07.01).

Sterke punten ► Volledige integratie in Scia Engineer

► Koppeling met Allplan voor detaillering

► Voorgedefinieerde bibliotheken van bollen ► Voldoet aan de nieuwe EC EN-norm

► Gemaakt met kennis die rechtstreeks uit de

markt komt

► Automatische bepaling van zones waarin

bollenplaten niet zijn toegestaan

► Automatische aanpassing van de stijfheid

en het eigen gewicht voor bollenplaat-/ massieve zones ► Praktische wapeningsstaven en dwarswapening

esacd.11.01

107

Bollenplaatvloeren

De aanpassing en optimalisatie van de bollenplaatvloer is beschikbaar volgens Eurocode.

Betonontwerp

Bollenplaatvloer bibliotheek Er is een voorgedefinieerde bibliotheek van bollen beschikbaar in Scia Engineer.

Bepalen van bollenplaatvloerzones U kunt algemene resultaten (vervormingen, krachten, reacties) zoals uz, Rz, Mx, My, Mxy, Vzx, Vzy, gebruiken om de vloer te berekenen. Met name voor bollenplaatvloeren is een speciale functie ontwikkeld om het gebied te kunnen controleren waarvoor de dwarskracht van de vloeren met bollen faalt. Scia Engineer bepaalt automatisch op welke plaatsen bollen niet zijn toegestaan. Er worden subregio’s van massief beton gemaakt. Scia Engineer past het eigen gewicht en de stijfheid aan om de juiste resultaten te krijgen. Deze lay-outs kunnen worden geëxporteerd naar een DWG-bestand of rechtstreeks naar Allplan. Vervolgens kunt u een realistische balverdeling maken voor productie in bijv. Allplan.

Wapeningsstaven Ook de langswapening in de plaat kan worden ontworpen in Scia Engineer (hiervoor is de module esacd.02.01 nodig). U kunt de bestaande module gebruiken voor het ontwerpen van wapening volgens BS 8110 en/of EN 1992-1-1 voor alle wapening en in alle richtingen. U kunt de dekking, de milieuklasse en de diameters van de wapening per zijde van de plaat definiëren. Alle wapeningslagen kunnen worden opgeslagen in een asf-bestand. Dit bestandsformaat wordt gebruikt voor het exporteren van wapening van Scia Engineer naar Allplan.

Dwarskrachtwapening

108

De standaard ponscontrolemodule (esacd.03.01) kan worden gebruikt voor het controleren van de ponsdwarskracht boven een steunpunt. Deze module is aangepast om ook in bollen-

esacd.11.01

plaatvloeren de ponsdwarskracht te kunnen controleren. Met de module wordt de ponsdwarskracht gecontroleerd in alle benodigde perimeters en wordt de wapening numeriek aangegeven. Voor bollenplaatvloeren kan de theoretische dwarswapening worden getransformeerd in een praktische indeling met behulp van een set praktische linken. De indelingen voor de ponswapening vormen een praktische interpretatie van EC2.

Geavanceerde functionaliteit Het is bovendien mogelijk om de ontworpen wapening te vervangen door een zelf gedefinieerde wapening. Er zijn aanvullende controles ingebouwd voor horizontale afschuiving daar waar de prefabelementen en het ter plaatse gestort beton contact maken. De controle op het verbindingsvlak (raakvlak) tussen het prefab paneel en de toplaag kan volgens de nieuwe EN-norm (artikel 6.2.5) worden uitgevoerd. U kunt de ruwheid van de bovenkant van het paneel en de paneeldikte voor de controle definiëren. De wapening die bijdraagt aan de horizontale dwarskrachtweerstand is de ponsdwarskrachtweerstand (eerste limiet), vakwerkliggerwapening (tweede limiet) en

vakwerkligger- plus bolkooiwapening voorbij de tweede limiet, d.w.z. in het bollenplaatgebied. De uitvoer van alle controles kan naar het Scia Engineer document worden gestuurd.

Interoperabiliteit Tot slot kan het model inclusief de wapening worden doorgezonden naar Nemetschek Allplan voor verdere detaillering, en afronding van de tekeningen met automatisering zodat het hele proces op de meest economische manier kan gerealiseerd worden.

Staal-beton balken volgens EC-EN 1994 en BS5950

Ontwerpprocedure Het ontwerp van staal-beton balken wordt gebruikt voor 2- en 3-dimensionale constructies met stalen balken. Alle ontwerpparameters worden volgens de standaards van Scia Engineer ingevoerd, via bibliotheken die gekoppeld zijn aan eigenschappen van stalen balken, plaatgegevens, 1D-staafgegevens, enz. De volgende bibliotheken zijn beschikbaar in Scia Engineer: • 2D-wapeningsnetten • Geprofileerde bekledingsplaten • Prefab vloeren • Afschuifconnectoren • Isolaties Ontwerpparameters Om minder doorbuigingen te verkrijgen en de capaciteit van de stalen balk niet te overschrijden vóór het beton sterk genoeg is, kan men tijdens de bouwfase gebruik maken van steunen. Als de balk ondersteund wordt tijdens de constructie, is een controle tijdens de bouwfase


niet noodzakelijk. Alle balken kunnen ontworpen worden in de veronderstelling dat de volledige belasting op de samengestelde balk inwerkt in de uiterste grenstoestand. Als de balk echter niet ondersteund wordt, zijn wel controles noodzakelijk tijdens de bouwfase. Ook voorkrommingen kunnen voorzien worden. Trillingen van vloeren kunnen door de gebruiker onder controle gehouden worden door toelaatbare grenzen voor doorbuigingen en de natuurlijke frequentiegrens van de balk in te stellen. Plaattypes De software ondersteunt de volgende plaattypes: • Ter plaatse gegoten massieve platen • Ter plaatse gegoten massieve platen met consoles • Prefab kanaalplaten • Ter plaatse gestort beton en stalen profielen Afschuifconnectoren De stalen balk en de betonnen plaat worden met elkaar verbonden door gebruik van zorgvuldig ontworpen en gedetailleerde afschuifconnectoren. Deze kunnen uit een bibliotheek geselecteerd worden. Er worden verscheidene types ondersteund, waaronder deuvels, kokers, staven-ringen en Hilti.

Ontwerp andere materialen

De modules voor de controle van staal-beton balken volgens EN 1994 en BS5950 zijn bestemd om samengestelde balken te ontwerpen, en maken integraal deel uit van de software voor sterkteberekening ‘Scia Engineer’. Met deze interactieve grafische tool kan de bouwingenieur automatische controles laten uitvoeren van de spanning, de stabiliteit en de stijfheid van staal-beton balken in de eindfase (samengesteld) en in de bouwfase (niet-samengesteld). Bovendien zijn functies voorzien om de brandweerstand van staal-beton balken te berekenen. De modules bieden de volgende mogelijkheden: • Berekeningen van het ontwerp in de eindfase (samengesteld) en bouwfase (niet samengesteld) voor UGT en BGT, alsook van de brandwerendheid • Gebruik van standaard en door de gebruiker gedefinieerde stalen bekledingsprofielen (verloren bekisting) • Gebruik van massieve platen met of zonder consoles en kanaalplaten • Balkconstructie met of zonder (tijdelijke) stutten • Generatie van vloerbelastingen voor secundaire balken • Gebruik van beton met normaal gewicht (NWC) en met licht gewicht (LWC) • Gebruik van afschuifconnectoren met kop, Hilti-, koker- en staaf-ring-connectoren.

Sterke punten ► Integratie in Scia Engineer in het ontwerp

van staal-beton elementen voor volledige gebouwen ► Gekoppeld aan onze beproefde normcontrole van staal volgens EN1993 en BS2000 voor de bouwfase ► Controlemodi om de gewenste balkdoorsnede(n) te controleren of een enkele controle uit te voeren. ► Ontwerpen voor eind- en bouwfasen: natte en droge densiteit van beton met (of zonder) steunen ► Opties voor bekledings-profielen: selectie uit productbibliotheek (VK) of aanmaak van eigen doorsneden ► Opties voor plaattypes: keuze uit licht beton, massieve platen, platen met consoles en prefab kanaalplaten ► Keuze uit verschillende types afschuifconnectoren: productbibliotheek (VK) met deuveltypes, connectoren met platte kop, kokers en staven-ringen ► Keuze uit stalen doorsneden in Scia Engineer, warmgewalst: I-doorsneden, RHS, SHS en prefab I-doorsneden

esascd.01.01 / esascd.01.09

109


Staal-beton balken volgens EC-EN 1994 en BS5950

Staal-beton balken worden verondersteld in de eindfase permanent ondersteund te worden. De plaatselijke en verdeelde steunen die van toepassing zijn op de controles tijdens de bouwfase, kunnen door de gebruiker ingesteld worden bovenaan, onderaan, bovenaan+onderaan of in het midden van de balk.

wanneer de functie ‘samengesteld’ geselecteerd wordt. De volgende fasen worden in beschouwing genomen: ‘bouwfase” (enkel stalen balken) en ‘eindfase’ (samengesteld). Belastingen worden individueel bepaald voor elke fase. Het ontwerp van de bouwfase wordt geactiveerd met de standaardcontrole overeenkomstig EN1993 en/of BS5950 in Scia Engineer.

Wapeningen

Resultaten

Wapeningsnetten fungeren vooral als scheurbestendig staal, maar daarnaast ook als dwarswapening. Langs boven gelegen wapeningsnetten dragen bij tot de longitudinale afschuifweerstand van de plaat in verticale vlakken, maar niet tot het ‘tunnelvormige’ afschuifvlak rond de afschuifconnectoren. Langs onder gelegen netten of staven worden meestal niet voorzien in geprofileerde vloerplaten, aangezien de plaat deze rol zelf vervult. Als de gebruiker losse staven wil aanbrengen in inkepingen van geprofileerde platen of in massieve platen met consoles, moet hij hiervoor de optie ‘Wapeningsstaven’ gebruiken, vermits netten hier niet voor geschikt zijn.

De resultaten van de berekeningen worden weergegeven in de standaard voorstellingen van Scia Engineer of in een gebruiksvriendelijke, duidelijke lay-out met selectiemogelijkheden. De resultaten zijn beschikbaar in verschillende niveaus van detaillering, van een samenvatting tot een uitgebreid berekeningsrapport.

Belastingen Het is mogelijk om opgelegde of niet-opgelegde belastingen van het gelijkmatige, plaatselijke en verdeelde type in te voeren voor bouwen eindfasen, volgens de standaards van Scia Engineer. Zo ook kunnen balkbelastingen als zonebelastingen gedefinieerd worden via belastingspanelen die de zonebelasting over de balken verdelen. Ontwerpfasen De ontwerpfasen worden in beschouwing genomen en dienen gedefinieerd te worden

110 esascd.01.01 / esascd.01.09

Afdrukken Er zijn twee afdrukopties beschikbaar: gedetailleerd of samenvatting op één pagina. In beide modi kan men op het scherm een afdrukvoorbeeld bekijken voordat de gegevens verstuurd worden naar het document of de printer. Het spreekt voor zich dat het afdrukvoorbeeld en het document in Scia Engineer gepersonnaliseerd kunnen worden met bedrijfsgegevens en het bedrijfslogo van de gebruiker.

Brandwerendheid Als onderdeel van het ontwerp van samengestelde elementen kan de samengestelde

doorsnede ook aan een brandwerendheidscontrole onderworpen worden. De gebruiker moet hiervoor een temperatuur-tijd kromme, brandwerendheidsperiode en gewenste bescherming opgeven. De temperatuur-tijd kromme kan een standaard temperatuur-tijd kromme, een externe brandcurve of een koolwaterstofcurve zijn. Ook het type brandisolatie kan ingesteld worden. De gebruiker kan de volgende items selecteren in een standaard bibliotheek: • Naam fabrikant, • Omhulling, • Type isolatie.

Staal-beton kolommen volgens EC-EN 1994

Overal ter wereld wordt er in bouwconstructies meer en meer gebruik gemaakt van samengestelde kolommen uit stalen buizen die met beton gevuld zijn. Dit soort kolommen biedt immers tal van voordelen, waaronder een hoge sterkte en ductiliteit, een groot energieabsorberend vermogen, een versneld bouwproces, positieve veiligheidsaspecten en de mogelijkheid om eenvoudige gestandaardiseerde verbindingen te gebruiken.


Bovendien is het momenteel ook mogelijk om betonkwaliteiten met een hogere druksterkte te produceren, waardoor men slankere kolommen kan ontwerpen en zodoende meer vloerruimte overhoudt.

Samengestelde kolomdoorsneden De gebruiker kan ontwerpcontroles uitvoeren voor zes gewalste of gelaste types samengestelde doorsneden (zie onderstaande figuur).

Analysemethodes Controles van staal-beton elementen kunnen zowel voor een lineaire combinatie als voor een niet-lineaire combinatie uitgevoerd worden. De controleparameters die uniek zijn voor een lineaire / niet-lineaire combinatie worden hieronder beschreven voor beide berekeningstypes. Lineaire combinatie • Effecten van tweede orde: de toepasselijkheid ervan wordt gecontroleerd volgens art. 5.2.1(3) van EC-EN. Indien ze van toepassing zijn, worden ze geïntegreerd conform art. 6.7.3.4 (5). • Imperfectiemomenten van staven: er wordt rekening gehouden met de invloed van geometrische en structurele imperfecties via de equivalente staafimperfecties zoals vermeld in tabel 6.5. • Aangepast moment: de momenten verkregen uit de lineaire statische analyse worden aangepast op basis van de 2de orde momenten, en de imperfectiemomenten worden berekend zoals hierboven vermeld. Niet-lineaire combinatie • Effecten van tweede orde: in niet-lineaire berekeningen wordt er geen rekening gehouden met deze effecten. • Staafimperfecties: als de niet-lineaire analyse uitgevoerd wordt zonder rekening te houden met de imperfecties in de analyse, dan wordt er in de ontwerpcontrole rekening gehouden met deze imperfecties zoals in Tabel 6.5. Als er Vereiste module: esas.00.

bij de niet-lineaire analyse echter wel rekening gehouden wordt met de imperfecties, dan maken deze imperfecties geen deel uit van de ontwerpcontrole. • Aangepast moment: de momenten verkregen uit de niet-lineaire analyse worden aangepast door de imperfectiemomenten bij te tellen indien de imperfecties geen deel uitmaken van de analyse. • Axiale controle: merk op dat er geen afzonderlijke knikcontrole uitgevoerd wordt in geval van een axiale controle voor een niet-lineaire combinatie. De axiale weerstand wordt dan beschouwd als zijnde het plastische weerstandsmoment van de samengestelde doorsnede (verkregen zoals beschreven in paragraaf 4.1.1 hieronder) en wordt gebruikt als de verhouding tussen de axiale kracht in de doorsnede en de plastische drukweerstand.

Ontwerpcontroles: Uiterste grenstoestand De controles worden uitgevoerd in overeenstemming met EN 1994-1-1:2004. De ontwerpcontroles voor staal-beton kolomdoorsneden zijn gebaseerd op de vereenvoudigde ontwerpmethode voor prismatische kolomdoorsneden met dubbele symmetrische doorsneden. Er worden verschillende controles uitgevoerd. Weerstand van staven tegen axiale druk: Dit type controle omvat: • De plastische drukweerstand van de samengestelde doorsnede • Berekening van de elastische kritische normaalkracht

Sterke punten ► Ondersteuning van 9 types doorsneden in

deze module

► De analyse kan zowel voor een lineaire

combinatie als voor een niet-lineaire combinatie uitgevoerd worden. ► Mogelijkheid voor de gebruiker om eigen betonkwaliteiten aan te maken ► Deze module houdt met tijdsafhankelijke effecten rekening door de buigstijfheid te berekenen ► De UGT-controle omvat de volgende items: enkel normaalkracht, gecombineerde normaalkracht en enkele buiging, gecombineerde normaalkracht en dubbele buiging, langsen transversale afschuiving. ► Mogelijkheid om de gegevens gedetailleerd uit te voeren, met inbegrip van alle tussenberekeningen en toegepaste artikels.

esascd.02.01

111


Staal-beton kolommen volgens EC-EN 1994

• Berekening van de werkelijke buigstijfheid • De invloed van effecten op lange termijn: afname van de elasticiteitsmodulus van beton • Gebruik van Europese knikcurves • Berekening van niet-dimensionele slankheid • Evaluatie van de knik- en drukweerstand • Berekening van de gebruiksratio voor de weerstand tegen axiale druk Gecombineerde druk en enkele buiging De weerstand van een staaf tegen gecombineerde druk en enkele buiging wordt berekend door middel van een interactiecurve (art. 6.7.3.6) Gecombineerde druk en dubbele buiging De weerstand van de doorsnede tegen gecombineerde druk en dubbele buiging wordt berekend volgens art. 6.7.3.7, vergelijking 6.47. Invloed van transversale afschuiving op de buigweerstand De invloed van transversale afschuifkrachten op de weerstand tegen buiging en normaalkrachten wordt in beschouwing genomen bij de bepaling van de interactiecurve zoals beschreven in 6.7.3.2(3). Afschuifweerstand De langsafschuiving op contactplaatsen tussen beton en staal wordt gecontroleerd in overeenstemming met art. 6.7.4.3

Ontwerpcontroles: Blootstelling aan brand

112

Voor de berekening van de brandweerstand verwijzen we naar EN 1994-1-2:2005.

esascd.02.01

Hieronder vindt u de berekeningsmodellen die worden gebruikt om de weerstand van een kolom te controleren in geval van brand: • Volledig door beton omhulde doorsneden: controle in overeenstemming met de Tabelgegevens in Tabel 4.4 • Gedeeltelijk door beton omhulde doorsneden: evenwichtig sommatiemodel zoals beschreven in Bijlage G. • Met beton gevulde ronde holle doorsneden en met beton gevulde rechthoekige (of vierkante) holle doorsneden: algemene ontwerpmethode beschreven in art. 4.3.5.1 alsook de alternatieve ontwerpmethode beschreven in Bijlage H.

Normcontrole hout volgens EC5

Spannings- en stabiliteitscontrole van houten staafelementen volgens Eurocode 5 De normcontrole voor hout is een ontwerpmodule van Scia Engineer voor het nazicht van houten structuren. Het is een interactieve, grafische tool voor de automatische kruip-, spannings- en tabiliteitscontrole van houten liggers volgens de uiterste en de gebruiksgrenstoestand. Het programma is volledig geïntegreerd binnen de Scia Engineer-berekeningsmodules.

Werken met normcontrole hout


Het ontwerp en de controle van de houtdoorsnedes gebeuren in de grafische omgeving van Scia Engineer . De te controleren staven worden ofwel grafisch met de muis geselecteerd ofwel via standaard selectiefilters gekozen. Grafische functies zoals Pan en Zoom evenals een willekeurig zichtpunt kiezen maken het geheel gebruiksvriendelijk, zelfs voor complexe structuren.

Normcontrole hout volgens EC5 Nadat een staaf geselecteerd is, verschijnt het resultaat van de normcontrole onmiddellijk in een duidelijk dialoogvenster. Een kort overzicht, de gedetailleerde spannings- en stabiliteitsberekening (inclusief de uitvoer van de gebruikte formules van EN 1995) of de bepalende interne krachten worden op het scherm weergegeven. Alle belangrijke gegevens voor deze staaf zijn aan te passen in dit dialoogvenster. Het effect van deze wijzigingen wordt onmiddellijk berekend. De volledig automatische profieloptimalisatie vermindert aanzienlijk de tijd die nodig is voor het controleren en opzoeken van de beste doorsnedes. De gebruiker kiest de maximaal toegelaten eenheidscontrole en het doorsnedetype. Het programma selecteert dan in een zeer korte tijd de minimale doorsnede die aan de normcontrole voor de geselecteerde staven voldoet. Voor parametrische profielen kiest de gebruiker zelf welke parameter mag aangepast worden (hoogte, breedte, …). De eenheidscontroles worden grafisch voorgesteld op een 3D-zicht van de structuur. De kleuren geven een helder overzicht van over-, goed of ondergedimensioneerde contructiedelen. De gebruiker kiest daarna zelf hoe omvangrijk de numerieke uitvoer naar de printer of naar het document moet zijn: het automatisch zoeken van extremen, kritische belastinggevallen/


combinaties, kritische staven, … de uitvoer van alleen ondergedimensioneerde, optimale of overgedimensioneerde staven. Voor de uitvoer zijn verschillende opties aanwezig. • Kort: alleen de eenheidscontrole, de spannings- en stabiliteitscontrole; • Normaal: ½ pagina met de belangrijkste resultaten per staaf; • Gedetailleerd: 1 pagina per staaf (met uitvoer van de toegepaste-formules uit EN 1995).

Naadloze integratie met de rekenmodules De resultaten van de berekening (eerste of tweede orde berekening) worden direct uit de Scia Engineer - berekeningmodules gehaald. Doorsnedes worden rechtstreeks in het rekenmodel gewijzigd en de resultaten worden toegevoegd aan het document van het project.

Invoermogelijkheden Alle belangrijke factoren en coëfficienten van de controle volgens EN 1995 worden door het

Highlights ► Volledige integratie in de grafische


► Spannings- en stabiliteitscontroles.

► Aanpassing E-modulus voor 2e orde

analyse.

► Autodesign met inbegrip van een optimali-

satie per parameter(s).

► Duidelijke en overzichtelijke uitvoer

met tussenwaardes, referenties naar de Eurocode en andere gedetailleerde informatie.

esatd.01.01

113


Normcontrole hout volgens EC5

programma voorgesteld en kunnen gewijzigd worden door de gebruiker: • Basisgegevens van EN 1995 (veiligheidsfactoren, gebruiksklasse, wijzigingsfactoren, …); • Nationaal bepaalde parameters bij EN 1995 voor een groot aantal landen • Houtkwaliteiten met wijzigbare eigenschappen in de materiaalbibliotheek: massief en gelijmd gelamelleerd hout • Grote variatie aan doorsnedetypes • Knikgegevens: kniklengte, schoortype (met of zonder windverbanden),… • Kipgegevens: kiplengte,… • Een gedeelte aan het begin en het einde van de staaf kan uitgesloten worden van de controle, om rekening te houden met de invloed van consoles of externe verstijvingen.

Spannings- en stabiliteitscontrole De kniklengte van elke staaf wordt berekend afhankelijk van het schoortype (methode van Wood). De staafelementen worden gecontroleerd volgens de regels uit Eurocode 5: Ontwerp van houtconstructies - Deel 1-1: Algemene regels en regels voor gebouwen - EN 1995-1-1:2004 + AC:2006 + A1:2008. De controle van de uiterste grenstoestand wordt uitgevoerd in overeenstemming met hoofdstuk 5 van EN 1995: Trek/druk parallel aan de vezel; Buiging; Dwarskracht; Torsie; Gecombineerde buiging en Axiale trek/druk. Daarenboven wordt de geavanceerde controle van de Druk loodrecht op de vezel automatisch uitgevoerd op iedere positie waar een sprong aanwezig is in het dwarskrachtdiagramma. De stabiliteitscontrole wordt uitgevoerd bij kolommen onderworpen aan druk/druk en buiging en bij staven onderworpen aan buiging/buiging en druk. De controle van de gebruiksgrenstoestand wordt uitgevoerd in overeenstemming met hoofdstuk 7 van EN 1995. Zowel de onmiddellijke vervorming als de uiteindelijke vervorming met kruip worden berekend en gecontroleerd. Voor de vervormingen met kruip houdt dit een automatische bepaling van kruipvervormingen voor elk belastingsgeval binnen de normcombinatie in, gebaseerd op het type belastingsgeval (permanent, maatgevende variabele of begeleidende variabele).

Ondersteunde profieltypes

114

De volgende doorsnedetypes kunnen gecontroleerd worden: algemene doorsnedetypes uit massief of gelamelleerd hout.

esatd.01.01

Ontwerpen van aluminium constructies - EN 1999

Met de ontwerpmodule voor aluminiumconstructies volgens norm EN 1999 beschikken ontwerpers over een krachtige, geïntegreerde tool voor het controleren en het (automatisch) ontwerpen van 2D- en 3D-constructies volgens EN 1999. Het grafisch ontwerpen van om het even welke doorsnede is rechtstreeks in Scia Engineer mogelijk via import vanuit DXF, DWG of IFC, of via keuze van typische voorgedefinieerde doorsneden uit de bekende Scia Engineer bibliotheek.


Items die door de gebruiker kunnen worden vastgelegd omvatten de doorsnede, (boog) imperfecties, dwarslasnaden, gegevens i.v.m. de warmte-invloedszone en de bestaande tools uit de modules voor staalontwerp. Het ontwerpen van aluminiumconstructies gebeurt volgens eenzelfde benadering als in de module voor staalontwerp en kan dus vlot begrepen en aangeleerd worden door bestaande en nieuwe gebruikers. Alle uitvoer kan in de gebruikelijke Scia-stijl worden behandeld. Voor het gebruik van deze module werden nieuwe materialen aan de materialenbibliotheek toegevoegd.

Belangrijkste kenmerken Basisomgeving De aluminium controle is op dezelfde wijze geïmplementeerd als de staalnormroutines die in Scia Engineer beschikbaar zijn (o.a. EC3, NEN, BS, DIN 18800, AISC ASD, AISC LRFD, …). Hierin zijn inbegrepen: • Standaard definitie van knik- en kipgegevens; • Standaard welvingscontrole, uitgevoerd als elastische spanningscontrole; • Standaard setup van de berekenings-parameters; • Aluminium liggergegevens (equivalent voor de actuele gegevens van staalliggers); • Standaard definitie van kipgegevens; • Standaard definitie van schotjes; • Standaard definitie van beplatingen (bijv. steeldeck); • Standaard uitvoerfaciliteiten; • Optimalisatie. Algemeen ontwerp van de doorsnede (module ‘grafische doorsnede’) Algemene doorsneden kunnen overtekend worden met een dunwandige voorstelling die de analytische vorm voor de berekening weergeeft.


Op deze wijze kan om het even welke doorsnede door de gebruiker overgetekend en gebruikt worden in de controle. Aluminium materiaal lijst van EN 1999 De gebruiker kan zijn eigen materialen invoeren. Aluminium instellingen Het menu met de instellingen (Setup) wordt op dezelfde wijze als de staal Instellingen geïmplementeerd en bevat de volgende tabbladen: • Staafcontrole;

Sterke punten ► Geintegreerde oplossing.

► Conform de gebruikersomgeving van de

algemene toepassing.

► Nieuwste EN standaard.

► Dwars- en HAZ-gegevens mogelijk.

► Algemene doorsneden via dxf/dwg/IFC.

► Initiële en gereduceerde vormen, met een

geïntegreerde tool voor de classificatie van doorsneden.

esaad.01.01

115


Ontwerpen van aluminium constructies - EN1999

• • • •

Knik standaardinstellingen; Relatieve vervorming; Alternatieve waarden; Nationale Bijlage.

Dwarslasnaden Dwarslasnaden verzwakken een staaf lokaal en kunnen bijgevolg een grote impact op de gecombineerde profiel-/stabiliteitscontrole hebben. Het is nu mogelijk deze als bijkomende gegevens te definiëren. Ondersteuning voor slanke profielen en HAZ-gegevens De ondersteuning voor slanke profielen (klasse 4 profielen) en HAZ-gegevens (= WBZ Warmte Beïnvloedde Zone) wordt gerealiseerd door de definitie van de initiële vorm en de gereduceerde profieleigenschappen. Classificatie van doorsneden De classificatie van de doorsnede wordt gerealiseerd door de definitie van de oorspronkelijke vorm. De classificatie wordt uitgevoerd voor alle belastingscomponenten afzonderlijk. Instelling van parameters • Code settings: In die gevallen waar de code verschillende rekenmethoden toelaat kan de gebruiker kiezen tussen de standaard en de alternatieve methode. • Nationale Bijlagen: De instellingen voor aluminium zijn voorbereid voor de nationale bijlagen.

Andere functionaliteiten die van toepassing zijn op aluminium KipII (2de orde kip-analyse)

116

KipII wordt op dezelfde manier ondersteund als bij staal.

esaad.01.01

• Eigenwaarde analyse voor de bepaling van Mcr; • 2de orde berekening volgens de code - elastisch/plastisch; • 2de orde berekening - algemeen. Aluminium slankheid Behalve de resultaatwaarden van staal, zijn de waarden van de toegepaste boogimperfecties e0,y en e0,z beschikbaar. Lokale imperfecties volgens EC9 In de knikgegevens wordt de introductie van boogimperfecties volgens EC9 ondersteund. Manuele invoer van Mcr De gebruiker heeft de extra mogelijkheid om de Mcr voor een staaf manueel in te voeren. Optimalisatie De optimalisatie-routine wordt op dezelfde manier ondersteund als bij staal.

Presentatie enkelvoudige controle De enkelvoudige controle ondersteunt ook de documentstijl van Scia Engineer (tabelsamenstelling) en geeft de gebruiker directe toegang tot de knikgegevens en –coëfficiënten van een staaf.

Ontwerp van funderingspalen volgens NEN 6740

Ontwerp van funderingen

Paalfunderingen vormen vaak de basis van een constructie. Men gebruikt palen om belastingen van de constructie te dragen en deze op de dragende lagen van de ondergrond over te brengen. In Scia Engineer is nu ook een ontwerpfunctie voor palen voorzien, waarmee de eisen voor een optimaal ontwerp van de fundering vervuld kunnen worden en een fijnere analyse van de constructie mogelijk is. Deze ontwerpfunctie helpt de gebruiker het juiste niveau van de paalpunt en het draagvermogen op dat niveau te bepalen. Daarnaast kan hij - via de controlefunctie - de last-zetting curves afleiden voor UGT en BGT, alsook de zetting van de paal berekenen. Bovendien kan het programma niet-lineaire functies genereren uit last-zetting curves. De gegenereerde functies kunnen als niet-lineaire veren aan ondersteuningen gekoppeld worden.

Ontwerp van palen De ontwerpfunctie voor palen is gebaseerd op het programma MFoundation van Deltares (het vroegere Geodelft). Het model wordt samen met ondersteuningen van het paaltype aangemaakt in Scia Engineer. Eens de constructie berekend is en de belastingen op de palen gekend zijn, worden de gegevens verstuurd naar de ontwerpmodule voor de palen, van waaruit de resultaten teruggelezen worden. Deze resultaten omvatten onder meer het berekende niveau van de paalpunt en het last-zetting diagram.

CPT-grondprofielen Het CPT-grondprofiel is een nieuwe bibliotheek in Scia Engineer (vergelijkbaar met MFoundation), waarmee de gebruiker grondprofielen kan aanmaken op basis van CPT-gegevens (sonderingen). De aangemaakte grondprofielen worden gebruikt in het ontwerp en/of de controle van het palenplan. De CPT-gegevens (Cone Penetration Test) voor het grondprofiel worden ingevoerd in de vorm van bestanden met het GEF-formaat (Geotechnical Exchange Format (ASCII)), of kunnen via internet gedownload worden uit de DINO-databank (DINO van TNO). De ontwerpmodule voor palen biedt rechtstreeks toegang tot DINO en werkt daarbij met gerichte zoekcriteria. Daarnaast kan de gebruiker de GEF PlotTool van Deltares gebruiken om CPT‘s te digitaliseren die alleen op papier beschikbaar zijn. Voor het aanmaken van deze grondprofielen wordt een automatische interpretatietool gebruikt. Bij deze interpretatie wordt de spanningsaf-

hankelijke NEN-regel toegepast. De interpretatietool maakt gebruik van de voorgedefinieerde beddingen in NEN 6740. Het GEF-formaat bevat de volgende relevante CPT-gegevens: • Niveau • Coördinaten • Qc • Wrijving • Waterdruk • Wrijvingsnummer. De beschikbaarheid van bovenstaande eigenschappen is afhankelijk van het GEF-bestand. Het programma identificeert de ingevoerde gegevens en maakt het grondprofiel aan op basis van de ingevoerde gegevens en de interpretatieregel.

Sterke punten ► Een praktische en gebruiksvriendelijke tool

binnen Scia Engineer voor het optimaal ontwerp van paalfunderingen ► Interpretatie van sonderingdiagrammen (CPT) voor het genereren van grondprofielen ► Niet-lineaire functies worden gegenereerd uit de last-zetting curve voor betere en meer realistische resultaten ► Geïntegreerde toegang tot DINO-database van TNO ► Via XML-output kan het paalontwerp verder verfijnd worden binnen MFoundation

esafd.01.03

117

Ontwerp van funderingspalen volgens NEN 6740

Bibliotheek van beddingen De beddingmaterialen en hun eigenschappen zijn terug te vinden in de bibliotheek ‘Beddingen’. Deze databank met beddingen uit het NEN-model is onderdeel van de installatie van Scia Engineer en wordt automatisch geladen.


Controle palenplan Bibliotheek van palen De palen zijn gedefinieerd in de bibliotheek ‘Palenplan’, en zijn daarbij aan ondersteuningen gekoppeld. De paaleigenschappen bepalen de vorm van de paal, het paaltype en een aantal andere parameters.

Deze optie voert alle nodige berekeningen uit, waaronder die van de draagcapaciteit, de zetting en de negatieve kleefkracht. Daarnaast resulteert de controle van het palenplan in de automatische generatie van de last-zetting curves in de bibliotheek van het palenplan.

Automatische niet-lineaire veren

Ontwerp palenplan Met de functie ‘Ontwerp palenplan’ kan de gebruiker het niveau van de paalpunt berekenen. Het ontwerp wordt alleen uitgevoerd voor draagpalen die blootgesteld worden aan statische of zo goed als statische belastingen die drukkrachten genereren in de palen. De krachten en de verplaatsingen van de palen worden berekend op basis van een CPT-test. Er wordt geen rekening gehouden met mogelijke spanningen in de palen en horizontale verplaatsingen van de palen en/of palenplannen.

118 esafd.01.03

De gebruiker kan niet-lineaire ondersteuningen aanmaken uit de last-zetting curves en deze gebruiken in berekeningen van de interactie tussen de bedding en constructie. Een herberekening van de gehele constructie met behulp van deze niet-lineaire functies zal betere globale resultaten opleveren en tot ‘nieuwe’ belastingen op de palen leiden. De gebruiker kan met deze belastingen het ontwerpproces van de palen, de controle en de berekening van de gehele constructie herhalen om op die manier het globale ontwerp te optimaliseren.

Afdrukken Alle uitvoertabellen van de ontwerpfunctie voor palen zijn in het standaarddocument van Scia Engineer beschikbaar. Tot de uitvoertabellen behoren zowel bibliotheken (beddinggegevens, palenplan, CPT-grondprofiel) als ontwerpen controleresultaten.

Funderingsblokken volgens Eurocode EN 1997-1

Het ondersteuningstype Funderingsblok is een uitbreiding op de reeds beschikbare ondersteuningstypes van Scia Engineer. Naast de stijfheid waarmee rekening gehouden wordt onder de constructie, is het voortaan ook mogelijk om de stabiliteit van deze funderingsblokken te controleren overeenkomstig EN 1997-1: Geotechnisch ontwerp – Deel 1: Algemene regels, 2004. Er kunnen drie afzonderlijke controles uitgevoerd worden: • Controle van het draagvermogen • Controle van de glijweerstand • Controle van de excentriciteit

Er zijn ontwerpen optimalisatietools beschikbaar voor toepassing op één of meerdere geselecteerde funderingsblokken; dit is eveneens het geval in de algemene AutoDesign voor de optimalisatie ervan in het model.

Geotechnische combinaties Voor de controle van de funderingen zijn set B en set C van de in EN 1990 gedefinieerde EN-UGTcombinatie (STR/GEO) geïntegreerd. Er wordt automatisch een resultaatklasse GEO aangemaakt voor de controle. Deze klasse bevat alle combinaties van het volgende type: EN-UGT (STR/GEO) Set B en EN-UGT (STR/GEO) Set C. Laatstgenoemde set wordt specifiek gebruikt voor Geotechnische Ontwerpen overeenkomstig Ontwerpmethode 1.

Invoer van funderingsblokken Via het gebruiksvriendelijke dialoogvenster ‘Funderingsblok’ kan de gebruiker gemakkelijk de geometrie en de andere eigenschappen ervan invoeren. Daarnaast is een koppeling voorzien met de bibliotheek van grondsoorten met hun respectievelijke beddingen.

Stabiliteitscontrole van funderingsblokken In het algemeen kunnen er drie afzonderlijke controles uitgevoerd worden: • Een Controle van het draagvermogen wordt uitgevoerd in overeenstemming met art. 6.5.2

en Bijlage D van EN 1997-1. De verticale ontwerpbelasting Vd moet gelijk zijn aan of kleiner zijn dan het draagvermogen Rd. • Een Controle van de glijweerstand wordt uitgevoerd in overeenstemming met art. 6.5.3 van EN 1997-1. De horizontale ontwerpbelasting Hd moet gelijk zijn aan of kleiner zijn dan de som van de glijweerstand Rd en het positief effect van de gronddruk aan de kant van de fundering Rp,d. • Een Controle van de excentriciteit wordt uitgevoerd in overeenstemming met art. 6.5.4 van EN 1997-1: voor lasten met een grote excentriciteit zijn speciale voorzorgen vereist. De gebruiker kan onder de geotechnische instellingen uit 3 deze ontwerpmethodes kiezen; de gekozen methode bepaalt welke veiligheids- en weerstandsfactoren toegepast zullen worden tijdens de controle. De sets met veiligheidsfactoren zijn bij de basisinstellingen terug te vinden:

AutoDesign Ook voor funderingsblokken is een optimalisatiestool beschikbaar. Via deze tool kan de gebruiker gemakkelijk naar een optimale geometrie voor het funderingsblok zoeken. De gebruiker kan om het even welke afmeting van de funderingen selecteren, of zelfs verscheidene parameters in één keer optimaliseren. De toegepaste methode wordt “gevoelige optimalisatie” genoemd: tijdens het proces wordt de gevoeligheid van verschillende parameters gecontroleerd. Zo ook kan een maximale controlegrens ingesteld worden voor elk van de drie hoofdcontroles.


Verder is de AutoDesign-tool beschikbaar om de afmetingen van deze funderingen te optimaliseren. De gebruiker kan de maximale spanning afkomstig uit een geotechnisch rapport invoeren en deze waarde voor het automatisch ontwerp gebruiken. De eigenschappen van het funderingsblok worden bepaald door de: • Geometrie van het funderingsblok • Eigenschappen van de onderliggende grond.

Sterke punten ► Zowel de stabiliteitscontrole als de

AutoDesign functies zijn zeer performant en snel. ► De gebruiker controleert zowel de constructie als de onderliggende funderingsblokken. ► De optimalisatie-tool (AutoDesign) kan zeer snel uitgevoerd worden. Dit kan voor één of meerdere parameters van het funderingsblok. Dankzij de “gevoelige optimalisatie” kunnen deze parameters zelfs tegelijk geoptimaliseerd worden. Scia Engineer genereert op deze manier de meest optimale geometrie. ► Deze AutoDesign kan gecombineerd worden met die van de volledige constructie (bijv. staalprofielen). ► Gedetailleerde uitvoer met gegevens van de invoer, resultaten en gebruikte normartikels. Uitvoer kan naar het document gezonden worden. ► Eenheidscontrole wordt uitgevoerd: hierdoor bekomt men de meest kritische waarde van drie normcontroles. Dit voortkomt dat de gebruiker elke controle afzonderlijk moet uitvoeren.

esafd.02.01

119

Nota’s

120

Scia Pipeline

Scia Pipeline is een speciaal programma voor het ontwerpen van continu, variabel ondersteunde pijpleidingen. Volgende berekeningen zijn met Scia Pipeline mogelijk: • Horizontaal gestuurd boren; • Afzinken van drijvende pijpleidingen; • Installeren van pijpleidingen vanaf een schip of ponton; • Pijpleidingen in zettingsgevoelige grond; • Dijkkruisingen; • Plaatsen van pijpleidingen in sleuven. Het programma is in nauwe samenwerking met Visser & Smit Hanab en Grontmij tot stand gekomen.

Marktspecifieke toepassingen

Algemeen Het programma is gebaseerd op het bekende 2D/3D-programma Scia Engineer: een wereldwijd gebruikt programma voor het berekenen van structuren. In dit programma zijn speciale uitbreidingen aangebracht voor het berekenen van pijpleidingen. Een speciale ‘wizard’ is ontwikkeld om de invoer snel en overzichtelijk te kunnen maken. Het voordeel van het gebruik van Scia Engineer is dat gebruik wordt gemaakt van veel bestaande functies die wereldwijd getest zijn. Dit verhoogt de kwaliteit van de toepassing en garandeert bovendien ook de continuïteit in de toekomst; er is dus geen nieuw stand-alone programma ontwikkelt dat enkel voor pijpleidingberekeningen toepasbaar is. Het programma kan ook voor vele andere toepassingen gebruikt worden. In Scia Pipeline worden 3D-pijpleidingen gemodelleerd, er wordt rekening gehouden met grote verplaatsingen en vervormingen. De leidingen hebben interactie met grond danwel met water (bij afzinken). De gehele berekening vindt plaats in fasen. Per fase kan de toestand gedefinieerd worden qua geometrie maar ook qua grondeigenschappen en met de laad- en verplaatsingshistoriek van de voorafgaande fases wordt rekening gehouden. Dit impliceert dat tijdens de berekening stukken pijp kunnen verwijderd of toegevoegd worden, dat grondeigenschappen kunnen gewijzigd worden en dat belasting kan toegevoegd danwel verwijderd worden. Per fase kan men de krachtsverdeling en de vervorming bekijken. Tevens kan per fase de pijp getoetst worden conform de NEN 3650 (deze controle is optioneel). Voor andere landen is het mogelijk om andere controles te implementeren of resultaten kunnen in XML-formaat opgeslagen worden zodat de gebruiker deze aan zijn eigen controleprogramma’s kan linken.

Vereiste modules: Voor esa.15: esa.00. Voor esas.31: esas.01. Voor esas.39: esa.01.

Sterke punten ► Er wordt gewerkt met de theorie van de grote

verplaatsingen.

► De grondeigenschappen worden naar niet-

lineaire veren met meerdere takken en een elasto-plastisch gedrag vertaald. ► De wrijving tussen de grond en de pijp voor axiale verplaatsing en voor rotatie wordt in aanmerking genomen. Er bestaat een onderlinge afhankelijkheid tussen de rotatiewrijving en de axiale wrijving. ► De berekening vindt plaats in niet-lineaire fasen. Dat houdt in dat bij een volgende fase van de vervormde constructie uitgegaan wordt. ► In elke fase kan geometrie of grond verwijderd danwel toegevoegd worden. ► Het programma houdt rekening met de invloed van interne druk voor de axiale en tangentiële berekening. ► Langsheen de pijpleiding kunnen diameter en wanddikte variëren. ► In het programma kan je flenzen, verloopstukken (symmetrische of asymmetrische) en kleppen definiëren. ► In de tangentiële berekening wordt met horizontale druk van steunen rekening gehouden.

esa.15 / esas.31 / esas.39

121

Marktspecifieke toepassingen

Scia Pipeline

De invoer Met een speciale wizard kan de gehele geometrie en kunnen belastingen zoals inwendige druk, gewicht van de vulling en uitwendige waterdruk, materiaaleigenschappen, grondeigenschappen, eventuele zettingen en onzekerheidsfactoren, op gemakkelijke wijze gedefinieerd worden. De leiding kan recht danwel gebogen zijn; in de bochten kunnen bochtsegmenten gedefinieerd worden. Het programma houdt ook rekening met de vermindering van stijfheid in de bochten. Het is ook mogelijk om diverse vertakkingen in te geven. In het gehele stelsel kunnen compartimenten gedefinieerd worden door middel van afsluiters. In elk compartiment kan ook interne druk gedefinieerd worden. De grondeigenschappen worden vertaald in niet-lineaire veren. Deze veren vertonen een elasto-plastisch gedrag. Nadat de invoer is voltooid wordt het gehele model in Scia Engineer gegenereerd. Daarbij komt nog dat hierin nog allerlei wijzigingen aangebracht worden danwel extra items toegevoegd worden.

122

Axiale berekening en resultaten

Tangentiële berekening

In dit stadium kan de axiale berekening gestart worden. Voor elke fase worden de krachtsverdeling en de vervormingen in de lengte-as van de pijpleiding bepaald. Na de berekening is het mogelijk om de resultaten grafisch en numeriek te bekijken. Hierbij zijn alle beschikbare functies van Scia Engineer beschikbaar. Dit betekent dat van globaal tot zeer gedetailleerd de krachten, spanningen en vervormingen bekeken kunnen worden. Indien nodig kan de pijpleiding aan de NEN 3650 getoetst worden.

Na de axiale berekening is het mogelijk, voor een specifieke fase, een tangentiële berekening van enkele danwel meerdere doorsneden langs de pijpleiding te maken.

esa.15 / esas.31 / esas.39

Het model voor deze tangentiële berekening wordt automatisch gegenereerd. Dit model is een 2D-raamwerk waarbij de doorsnede van de pijp in een 2D-stavenmodel wordt omgezet. De benodigde grondveren en belastingen, die van de axiale berekening komen, worden

automatisch naar dit nieuwe 2D-model vertaald. De spreidingshoeken van de grondveren worden als invoerparameters meegegeven. Als eindresultaat van deze doorsnedeberekening verkrijgt men een tabel met voor elke doorsnede en voor elke fase de krachten en vervormingen in de omtrek van de pijp. Het resultaat kan met de axiale berekeningen gecombineerd en aan de NEN 3650 getoetst worden, dit alles rekening houdend met alle mogelijke spanningen.

Scia heeft een groot internationaal netwerk van kantoren, agentschappen, verdelers, wederverkopers en leden van de wereldwijd opererende Nemetschek Group. Voor een volledige lijst kunt u terecht op onze website.

www.nemetschek-scia.com

BR.0207.NL.0811

Nemetschek Scia Kantoren & Distributie Netwerk

Scia Engineer Catalogus

Recommend Documents