GRAITEC ADVANCE: Dimensionarea, optimizarea şi detalierea structurilor din metal
Pachetul GRAITEC Advance reunește trei aplicații dedicate proiectării structurilor metalice și din beton armat:
- Advance Design – program de calcul structural cu element finit, adaptat normelor de proiectare românești
- Advance Beton – program pentru modelarea și detalierea structurilor din beton
- Advance Metal – program pentru modelarea și detalierea structurilor metalice
Printre implementările majore aduse versiunii Advance Design 2009 amintim: normele europene de proiectare în construcții (Eurocode 0, Eurocode 1, Eurocode 2, Eurocode 3), posibilitatea de export către modulul de verificare a îmbinărilor conform EC3 din programul de detaliere Advance Metal 2009, exportul soluțiilor de armare dinamică a elementelor din beton armat către programul de detaliere Advance Beton 2009, precum și exportul automat către modulele de armare Arche.
Pe lângă acestea mai putem enumera:
- Posibilitatea definirii elementelor de tip vută, pentru elementele din metal
- Posibilitatea definirii excentricității dinamice a maselor în analiza modală
- Exploatarea eforturilor pe grupuri de pereți / pe nivel
- Secțiuni compuse de tip utilizator
- Optimizări de calcul – timp mult îmbunătățit la discretizare și calcul
- Funcții noi de modelare și manipulare a modelului descriptiv
- Un nou tip de analiză - Dinamică Temporală (Transient dynamic analysis)
Advance Design 2009 integrează prevederile EUROCODE 3 în verificarea și dimensionarea structurilor din metal.
În urma modelării și calculului unei structuri metalice utilizatorul are posibilitatea de a verifica starea de eforturi și tensiuni pentru fiecare element de metal.Una din cele două grinzi ce alcătuiesc cadrul 2D, din figura de mai jos, va constitui obiectul comparației practice între rezultatele teoretice obținute pe baza relațiilor de verificare, specificate în EC3 și cele ce au fost obținute cu ajutorului Expertului Metal din Advance Design 2009.
Proprietățile mecanice ale materialului sunt S355: fy = 355N/mm2, ε = (235/fy)0.5 = 0.81, iar caracteristicile secționale pentru secțiunea grinzii IPE240
Iy | Iz | Iw | It | A | Sy | Sz | Wel,y | Wel,z |
cm4 | cm4 | cm6 | cm4 | cm2 | cm2 | cm2 | cm3 | cm3 |
3892.00 | 283.6 | 37.39 | 12.88 | 39.12 | 24.83 | 19.14 | 324.00 | 47.30 |
În urma calculului cu element finit, se obțin următoarele diagrame de eforturi pe elemente:
- Efort axial – N –
- Forța tăietoare – T –
- Moment încovoietor – M –
Unul din parametrii pe care EC3 îi introduce în dimensionarea elementelor este Clasa Secțiunii. Determinarea acestui parametru se face în funcție de distribuția tensiunilor normale pe înălțime și de zveltețea de perete. În Advance Design 2009, clasa de secțiune poate fi calculată automat sau poate fi impusă de către utilizator. Mai mult, pentru secțiunile din clasa 4, Advance Design 2009 efectuează calculul ariei eficace a secțiunii.
- Talpa
clasa 1
- Inima
clasa 1
Rezultatele obținute cu ajutorul Advance Design 2009:
Observație:
Secțiunea este clasată în funcție de clasa cea mai mare (cea mai puțin favorabilă) a părților supuse la compresiune (5.5.2.6)
Clasa secțiunii = max(clasa inimii, clasa tălpii) = Clasa 1
După stabilirea clasei secțiunii, se efectuează următoarele verificări de rezistență:
- Compresiune
Valoarea de proiectare a efortului de compresiune NEd, trebuie să satisfacă relația:
iar rezistența de calcul la compresiune Nc,Rd se va determina astfel:
- Forfecare
Valoarea de proiectare a efortului de forfecare VEd, trebuie să satisfacă relația:
unde Vpl,Rc este rezistența de calcul plastică la forfecare:
- Moment încovoietor
Valoarea de proiectare a momentului încovoietor MEd, trebuie să satisfacă:
iar Mc,Rd reprezintă valoarea rezistenței de calcul la încovoiere după o axă principală:
Comparativ, aceleași rezultate se obțin cu ajutorul Advance Design 2009:
Advance Design efectuează și calculul automat al lungimilor de flambaj, verificarea săgeților și a stabilității elementelor.
Pentru secțiunile de clasa 4, Expertul Metal va calcula caracteristicile secțiunii eficace. Acest calcul se bazează pe lățimile eficace ale pereților comprimați.
Optimizarea elementelor presupune verificarea nivelului de solicitare. Pentru elementele care nu se regăsesc în intervalul definit de nivelul minim și nivelul maxim de solicitare (ce pot fi stabilite de către utilizator), Advance Design 2009 propune soluții care să satisfacă condițiile impuse.
Modelul calculat și optimizat cu ajutorul Advance Design poate fi exportat prin intermediul tehnologiei GTC - un format ce permite sincronizarea tuturor modelelor create cu programele GRAITEC - către programul de detaliere Advance Metal, pentru verificarea îmbinărilor (pe baza eforturilor obținute în urma calculului cu elemente finit) și pentru obținerea detaliilor de execuție. Se evită astfel pierderea de informații sau necesitatea reintroducerii unor date la transferul modelelor între cele trei aplicații.
Verificarea elementelor ce alcătuiesc o îmbinare se efectuează detaliat pentru fiecare parte componentă a acesteia. În cazul unei îmbinări grindă-stâlp există următoarele tipuri de verificări:
- Şuruburile sunt verificate astfel încât dispunerea lor să respecte distanțele maxime și minime față de marginea plăcii și între șuruburi
- Tot la acest nivel, se efectuează verificarea la forfecare în tijă sau la presiune pe gaură, atât pentru placa de capăt, cât și pentru talpa stâlpului
- Asupra plăcii de capăt sunt efectuate o serie de verificări: verificare la starea limită ultimă, verificare la forfecare și verificare la rupere
- Pentru inima stâlpului sunt efectuate o serie de verificări geometrice, precum și verificări de rezistență și stabilitate, astfel încât să nu fie posibilă apariția efectului de voalare
- Elementul ce alcătuiește vuta este verificat din punct de vedere geometric
- Inima grinzii este verificată la compresiune
- Se fac verificări ale lungimii și grosimii cordoanelor de sudură și, totodată, verificări ale tensiunilor ce apar, în funcție de tipul de solicitare.
Utilizatorul își poate crea o notă de calcul completă ce conține toate aceste verificări în conformitate cu prevederile Eurocode 3 - Joints Design.
Pentru mai multe informații despre produsele GRAITEC Advance, vizitați www.graitec.com/ro sau contactați Departamentul Comercial Graitec Romania:
Str. Samuil Vulcan Nr. 10, Sector 5 București, Tel. / fax: 021.410.01.19 / 021.410.01.24