16
NÁVRH OCELOVÝCH STYČNÍKŮ A PŘÍPOJŮ
NÁVRH OCELOVÝCH STYČNÍKŮ A PŘÍPOJŮ
www.ideastatica.cz
PROČ JSME VYVINULI PROGRAM IDEA STATICA
IDEA StatiCa je software určený k navrhování a posuzování styčníků, průřezů, nosníků a jiných konstrukčních detailů. Našimi
uživateli jsou stavební inženýři, výrobci a všichni ti, kteří provádějí posudky konstrukcí. Náš tým vyvíjí, testuje a uvádí do praxe
nové metody pro analýzu chování konstrukcí. IDEA StatiCa nabízí možnost inženýrům pracovat rychleji, vyhodnocovat požadavky
norem důkladněji a používat optimální množství materiálu. Pro nás je vývoj tohoto softwaru způsobem, jak přispět k bezpečnosti
a větší ekonomičnosti každé konstrukce na světe.
NÁŠ TÝM
Tvořit software pro stavební inženýry je složitý proces. Finální uživatel (inženýr) vidí uživatelské rozhraní a protokol. Ale příběh
za každou aplikací IDEA StatiCa začíná roky předtím, než je uživatelské rozhraní vůbec vytvořeno, výzkumem a vývojem,
který kombinuje principy fyziky, mechaniky a hluboké porozumění normových postupů v praxi. IDEA StatiCa nemůže tyto věci
dělat sama, a proto spolupracujeme s technickými univerzitami jako ETH Zürich, ČVUT v Praze a VUT v Brně, zejména pak
s jejich stavebními fakultami.
IDEA StatiCa Steel
Ca lcu la te yesterday ‘s est imates
IDEA StatiCa Connection
Propojení s ostatními programy
IDEA StatiCa Connection
MKP programyNavrhněte váš styčník od samého začátku nebo
využijte možnosti importu geometrie a zatížení
z programů SCIA Engineer, AxisVM, RFEM, Robot,
Revit, SAP 2000, ConSteel, ETABS, Advance Design
nebo STAAD.Pro.
CAD programyVyužijte integraci s programy Tekla Structures
a Advance Steel, která Vám poskytne dílenské
výkresy a zohlední celý výrobní proces.
Návrh a posouzení ocelových styčníků
IDEA StatiCa přináší nový způsob návrhu a posouzení ocelových přípojů a styčníků a díky tomu umožňuje stavebním
inženýrům snadný návrh obytných, průmyslových, dopravních a dalších konstrukcí. Inženýři mají během několika
minut dostupné kompletní posudky dle EC/AISC/CISC a přehledný výstupní protokol se všemi náležitostmi.
IDEA Statica Connection umožňuje návrh všech typů svařovaných a šroubových přípojů, patních desek a kotvení.
Přináší přesné posudky, výsledky pevnostní, tuhostní a stabilní analýzy ocelového styčníku. Šrouby, svary a základové
bloky jsou posouzeny dle EC/AISC/CISC. Podporuje všechny typy válcovaných i svařovaných průřezů a stejně tak
i šablony běžných přípojů.
JAKÝKOLIV TVARPočet přípojů ani jejich druh v rámci jednoho styčníku není nijak omezen. Tvar styčníku vychází z požadavků projektu
a není limitován možnostmi výpočetního programu.
JAKÉKOLIV ZATÍŽENÍVšechny složky zatížení jsou zohledněny. Celkový posudek styčníku zahrnuje interakci všech připojených prutů.
Projektanti mají jasný přehled o stavu konstrukce.
JEN PÁR MINUTCelkový proces návrhu a posouzení je tak rychlý, aby mohl být součástí každodenní práce projektantů a výrobců
ocelových konstrukcí po celém světe.
2D rámy & příhrady Patky, kotvení 3D rámy & příhrady
www.ideastatica.cz
Měníme způsob návrhu ocelových styčníků
Projektanti běžně navrhují ocelové přípoje dle stavebních norem založených na laboratorních zkouškách, výpočtových modelech,
verifikacích a inženýrském úsudku. V řadě projektů je však třeba použít při návrhu přípojů přesnější analýzu. Ta ale může být
časově velice náročná a vyžaduje speciální MKP programy. Pro zajištění bezpečnosti návrhu konstrukce a zvýšení produktivity
celého stavebního procesu je potřeba nový přístup, který dokáže zohlednit specifika každého projektu.
IDEA StatiCa Connection přináší
Celkový posudekDle několika národních
norem
Návrh na seismicituPosouzení styčníku na mezní únosnost
připojeného prvku
Analýza napětí/přetvořeníMKP model ocelového styčníku
je vytvořen automaticky
Stabilitní analýzaLokální ztráta stability a faktrory
kritického zatížení
Návrhová únosnost styčníkuMaximální možné zatížení, rezerva
v kapacitě styčníku
Tuhostní analýzaRotační a osová tuhost libovolného
přípoje
IDEA StatiCa Steel
Ca lcu la te yesterday ‘s est imates
Protokol
IDEA StatiCa nabízí plně variabilní protokol s možností přímého výstupu do soborů Adobe PDF a Microsoft DOC.
Všechny normové vztahy použité pro posudek mohou být volitelně zobrazeny. Také nabízíme výpis materiálu s výkresy.
Validace a verifikace výsledků
Výsledky IDEA StatiCa Connection byly validovány ve spolupráci s technickými univerzitami. Nejdříve byl ověřen a porovnán
návrh a výpočet běžných styčníků s příklady publikovanými v literatuře. V dalším kole jsme se zaměřili na atypické přípoje
a styčníky. Výsledky byly porovnány s modely vytvořenými pomocí obecných MKP programů. Nakonec byly výsledky ověřeny
pomocí laboratorních zkoušek (např. zatěžování patky až do úplného přetržení šroubů). Tato podrobná kontrola důkladně ověřila
a potvrdila přesnost a spolehlivost programu IDEA StatiCa Connection. Všechny verifikace a validace byly publikovány a jsou
všem dostupné. Náš nový způsob návrhu ocelových styčníků byl již také představen na desítkách mezinárodních konferencí
a zasedáních regulatorních komisí po celém světě. S potěšením sledujeme přijetí metody mezi akademiky, projektanty, výrobci
ocelových konstrukcí, tvůrci norem a dalšími specialisty ze stavební praxe.
www.ideastatica.cz
Čtyři kroky pro návrh styčníku během několika sekund
Stovky předpřipravených šablon styčníků
Příložky na stojně
Třída styčníku
Čelní deska, trubkový průřez
Příložky na stojně a oboustranné
příložky na pásnicích
Topologie styčníku
Šroubované úhelníky,
ořez horní pásnice
Čelní deska, náběhy
Materiál a normaNávrh styčníku
Svařené uzavřené profily
IDEAStatiCaSteel
Ca lcu la te yesterday ‘s est imates
Rámové spojení uzavřených profilů
Těžké kotvení
Čelní deska, výztuhy na sloupu
a dlouhý náběh
Čelní desky a krátké náběhy
Kloubové připojení plechem,
trubkové profily
Vyztužené kotvení sloupu
a diagonály
Výztuhy, oslabení pásnic
nosníku
Čelní desky a krátké náběhy
na spodní pásnici
Kloubové připojení styčníkovým
plechem, trubkové profily
Kotvení sloupu se žebry
Příložky a výztuhy
Oválné díry na čelní desce,
smyková zarážka
www.ideastatica.cz
PlechyModel je tvořen 2D desko-stěnovými prvky (jak části ocelových prutů, tak i výztužné plechy). Je dodržen přesný tvar.
Každý plech má samostatnou výpočetní síť.
SvarySvary jsou modelovány jako konečné prvky, které jsou připojeny k prvkům plechů vazbami. Plastická redistribuce napětí zaručí
přerozdělení napětí mezi okolními prvky svaru, čímž je zajištěna správná odolnost svaru. Síly jsou vyhodnoceny v jednotlivých
prvcích svaru. Napětí ve svaru je posouzeno dle EN/AISC/CISC norem.
Průběh ekvivalentního napětí ve svaru
Tabulky výsledků pro svar Vztahy z normy s dosazenými hodnotami
3D model Ekvivalentní napětí Ekvivalentní přetvoření Celkový posudek
IDEAStatiCaSteel
Ca lcu la te yesterday ‘s est imates
ŠroubyŠrouby jsou modelovány jako nelineární pružiny, které přenáší tah a smyk.
3D model
Standardní šrouby – přenos smykové síly otlačením
Oválné díry – uvolnění namáhání ve zvoleném směru
Tabulky výsledků pro šroub
Předpjaté šrouby – přenos smykové síly třením mezi prvky
Přenos smykové síly na jinou komponentu
Vztahy z normy s dosazenými hodnotami
Tahové síly Deformovaný tvar
www.ideastatica.cz
Betonový blokOcelová konstrukce může být přikotvena k betonovému bloku. Patní deska je v kontaktu s betonem. Tah je přenesen kotvami,
smyk může být zachycen kotvami, třením nebo smykovou zarážkou.
Kotvení může být definováno jako přímé, s podlitím nebo odsazené.
Tabulky výsledků pro kotvu
Vztahy z normy s dosazenými hodnotami Deformovaný tvar kotevního plechu,
přírůstek tahové síly páčením
Podlití
Odsazení
Kontaktní napětí
Kotvení na více blocích
Vytržení kužele
Těžké kotvení
Smyková zarážka
IDEA StatiCa Steel
Ca lcu la te yesterday ‘s est imates
Propojení s dalšími programy – BIM
IDEA StatiCa Connection není pouze samostatný program, ve kterém uživatel musí vždy zadat ručně geometrii, zatížení a další
informace. Ocelové styčníky a přípoje, včetně zatížení mohou být importovány pomocí BIM rozhraní.
MKP programyUšetřete spoustu času importem geometrie a zatížení z programů SCIA Engineer, RFEM, AxisVM, SAP 2000, STAAD.Pro,
Robot Structural Analysis, Revit, ETABS, Advance Design nebo ConSteel a přejděte rovnou k návrhu přípoje a posouzení.
Postup práce při napojení na MKP program:
CAD programyUšetřete spoustu času importem již navrženého styčníku z Tekla Structures a Advance Steel. Navržený detail vytvořený v těchto
CAD programech může být importován do IDEA StatiCa. Poté co zadáte zatížení, můžete vybraný detail posoudit.
Postup práce při napojení na CAD program:
Výběr styčníku Návrh styčníku Posudek EN/AISC/CISC
Výběr styčníku Zadání zatížení Posudek EN/AISC/CISC
Potřebujete změnit model v MKP programu? IDEA StatiCa automaticky
aktualizuje data a ponechá dříve navržený styčník. Tento postup můžete
opakovat pro vyladění návrhu.
Potřebujete změnit model v CAD programu? IDEA StatiCa automaticky aktualizuje
data a ponechá dříve zadané zatížení. Tento postup můžete opakovat pro vyladění
návrhu.
www.ideastatica.cz
Navrženo v IDEA StatiCa Connection
Střecha stadionu
Lávka pro pěší
Podpora jeřábové konstrukce
Fasádní konstrukce
Sklad
Elektrárna
Kongresové centrum
Věž vysílače
Průmyslová hala
Střecha stadionu
Sloup osvětlení
Kongresové centrum
IDEA StatiCa Steel
Ca lcu la te yesterday ‘s est imates
Navrženo v IDEA StatiCa Connection
Nákupní centrum
Příhradový stožár
Fasádní konstrukce
Střecha divadla
Sklad
Průmyslová konstrukce
Nákupní centrum
Železniční most
Nákupní centrum
Závěs
Průmyslová hala
Servisní most na letišti
www.ideastatica.cz
Jak funguje CBFEM
Kombinujeme dvě známé a ověřené metody používané inženýry po celém světě – metodu konečných prvků
a komponentní metodu:
• Styčník je rozdělen na komponenty
• Všechny ocelové plechy jsou modelovány pomocí konečných prvků s použitím elasto-plastického materiálu
• Šrouby, svary i betonové kotevní bloky jsou modelovány jako nelineární pružiny
• Napětí a síly v komponentách jsou vypočítány pomocí metody konečných prvků
• Plechy jsou posouzeny s ohledem na maximální plastické přetvoření 5 % dle EC3
• Každá komponenta je posouzena dle daných vztahů normy obdobně jako při použití komponentní metody
• Tuhost styčníku je určena výpočtem metodou konečných prvků
Validace a verifikace
Výsledky všech testů provedených k ověření bezpečnosti a spolehlivosti CBFEM metody a programu IDEA StatiCa Connection
byly publikovány a naleznete je na našich webových stránkách. Prof. František Wald a jeho tým vydal také knihu věnovanou
návrhu ocelových styčníků pomocí CBFEM metody:
Komponentní model Šroubovaný styčník CBFEM model
Verifikační příklady zaměřené na návrh složitých ocelových styčníků
IDEA StatiCa Steel
Ca lcu la te yesterday ‘s est imates
EC
/A ISC/CISC
Zjednodušení každodenní práce stavebních inženýrů
IDEA StatiCa Connection navrhuje styčníky ocelových konstrukcí všech tvarů a namáhání. Celý proces od zadání
až po vygenerování protokolu zabere pouze několik minut. To umožňuje stavebním inženýrům a výrobcům ocelových konstrukcí
po celém světě zvýšit produktivitu navrhování ocelových styčníků a přípojů.
MĚJTE JISTOTUVšechny posudky dle zvolené
národní normy jsou Vám
kdykoliv k dispozici.
UŠTŘETE ČAS70 % času tráví inženýři návrhem
30 % nejsložitějších styčníků.
Navrhněte i ty během pár minut.
OPTIMALIZUJTEPřesně určete, kolik materiálu
je potřeba v daném styčníku,
a využijte toho.
Řekněte si o 14 denní zkušební verzi na našich webových stránkách
www.ideastatica.cz
