Ofschoon onze constructeur halverwege de jaren 80 van de vorige eeuw is opgeleid tot werktuigbouwkundig constructeur en vanaf die tijd werkzaam is in de werktuigbouwkunde, krijgen wij steeds vaker sterkteberekening aanvragen voor staalconstructies volgens Eurocode. Staalconstructies waarin dan soms ook nog houten draagbalken en vloeren in voorkomen. In principe kunnen wij die doorrekenen, echter, sinds 1997 moeten staalconstructies volgens Eurocode 3 en houtconstructies volgens Eurocode 5 worden ontworpen en gebouwd. En nu wil het geval dat de Eurocodes niet altijd even gemakkelijk te lezen zijn en bovendien de basis ervan nog stamt uit een tijd van vóór het FEA c.q. FEM tijdperk. Een tijdperk waarin sterkteberekeningen veelal nog met de rekenmachine werden gemaakt. Ook wij maakten in een grijs verleden al onze sterkteberekeningen met pen, papier en rekenmachine. Free body diagrams, momentenlijnen, dwarskrachtfiguren enz. enz.
Staalconstructies volgens Eurocode doorrekenen met specifieke sterkteberekeningssoftware
De werktuigbouwkundige sterkteberekeningssoftware die wij al tientallen jaren gebruiken kan weliswaar goed worden ingezet voor staalconstructies, echter deze software toetst niet aan de Eurocodes. Maar er is goed nieuws . . . sinds kort beschikken wij over nieuwe aanvullende software waarmee profiel- en plaatconstructies, zowel van staal als van hout, kunnen worden doorgerekend volgens de geldende Eurocode.
Duidelijke rapportage
De software blinkt uit in het doorrekenen van staalconstructies volgens Eurocode. Het is snel en genereert een uitgebreide rapportage waarin duidelijk wordt aangegeven wat de veiligheidsmarges zijn ten opzichte van de Bruikbaarheids Grens Toestand (BGT) en de Uiterste Grens Toestand (UGT).
BGT = de uiterste grens waarbij de constructie nog blijft voldoen aan de gebruikseisen.
Bijvoorbeeld dat een plat dak niet te ver doorbuigt waardoor er, ondanks het afschot, toch ongewenste plassen kunnen ontstaan, terwijl het zeker nog niet bezwijkt.
UGT = de uiterste grens waarbij het platdak nog niet zal bezwijken.
Stukje nostalgie in hightech jasje
Het aardige van deze nieuwe sterkteberekeningssoftware is dat deze ook de momenten- en dwarskrachtengrafieken genereert, zoals we die vroeger in een grijs verleden met de hand tekende. Maar ook de uitgeschreven berekeningen met prachtige formules komen in beeld. Met name de al wat oudere (lees ervaren 🙂 constructeurs zullen hier gecharmeerd van zijn. Daarnaast laat het ook in kleur zien wat de spanningen en verplaatsingen zijn, zoals we dat al weer sinds jaar en dag gewend zijn van de FEM / FEA sterkteberekeningssoftware. Kortom, hightech FEM met hier een daar een vintage weergave. Voor elk wat wils.
Iiets meer over de sterkteberekeningssoftware
- Met de software kunnen schijven, platen, schalen, balkroosters, vlakke en ruimtelijke staafconstructies worden berekend.
- Het programma bepaalt voor een driedimensionale staafconstructie met gekozen stijfheden, de vervormingen en krachtsverdeling onder invloed van knoop- en/of staafbelastingen of voorgeschreven verplaatsingen.
- De krachtsverdeling wordt bepaald volgens de verplaatsingsmethode, waarbij rekening wordt gehouden met normaal- en dwarskrachtvervorming.
- Er kan gekozen worden voor lineaire krachtsverdeling (eerste orde) of geometrisch-niet-lineaire krachtsverdeling. (tweede orde)
- Er zijn zeer veel soorten opleggingen mogelijk. Vanzelfsprekend de bekende en standaard scharnieroplegging, roloplegging en momentvaste oplegging.
- Er kunnen willekeurig opleggingen worden samengesteld. Verend in de x-richting en star opgelegd in de z-richting, of momentvast en in x-richting vrij, enz. Ook opleggingen die vrij kunnen komen kunnen worden ingevoerd. Bijv. alleen een positieve reactiekracht. Ontstaat een negatieve reactie dan wordt de ’constraint’ vrijgelaten en komt de oplegging vrij. Door gebruik te maken van een lokaal assenstelsel kan elke willekeurige oplegging onder een willekeurige hoek worden geplaatst.
- Staven kunnen ‘verend’ (d.w.z. met rek- en/of rotatieveren) worden ‘aangesloten’ aan knopen.
- Afhankelijk van gekozen run-optie kunnen in een bepaalde belastingscombinatie per staaf extreme momenten en vervormingen, of alle karakteristieken (dwarskracht, moment, hoekverdraaiing en vervorming) worden berekend.
- Bij een geometrisch-niet-lineaire krachtsverdeling (tweede orde) kan worden gekozen voor een spanningsberekening staal volgens Eurocode 3: EN 1993-1-1, een houtberekening volgens Eurocode 5: EN 1995-1-1 en een betonberekening volgens Eurocode 2: EN 1992-1-1
