IDEA StatiCa Steel
IDEA StatiCa Steel to oprogramowanie inżynierskie, które służy do analizy MES połączeń w konstrukcjach stalowych. Wyniki analizy numerycznej odnoszone są do sprawdzenia nośności normowych poszczególnych łączników m.in. wg Eurokodu czy normy amerykańskiej AISC!
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/2A1.png)
IDEA StatiCa Steel to proste i intuicyjne modelowanie połączeń z nieograniczoną liczbą blach, żeber i otworów. Program opiera się na metodzie CBFEM (Component Based Finite Element Model), która została opatentowana przez jej twórców. Dzięki temu IDEA StatiCa jest jedynym programem, które w tak innowacyjny sposób podchodzi do analizy połączeń. Ogólnym założeniem metody CBFEM jest utworzenie modelu numerycznego, w którym każda śruba, spoina czy blacha modelowana jest niezależnie od ogólnej geometrii połączenia, co pozwala na pełną dowolność w budowaniu połączeń przy jednoczesnej precyzyjnej analizie i odniesieniu do normy!
IDEA StatiCa Steel to ujęcie w obliczeniach pełnego zakresu sił wewnętrznych. Użytkownik może zdefiniować w elemencie prętowym maksymalnie 6 wartości sił wewnętrznych: siłę osiową, dwie siły tnące, dwukierunkowe zginanie i skręcanie. Program umożliwia kilka rodzajów analiz:
- EPS – naprężenia – odkształcenia i lokalne wybocznie
- ST – podatność połączenia z analizą sztywności
- CD – analiza sejsmiczna
- DR – maksymalna nośność połączenia
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/2A2.png)
IDEA StatiCa Steel to automatyczna generacja siatki MES na elementach modelu. Analiza MES i przygotowanie założeń do obliczeń odbywają się na domyślnych ustawieniach, na których twórcy programu przeprowadzili szereg weryfikacji. Zadaniem użytkownika jest jedynie przygotowanie geometrii połączeń w węźle, co znacząco przyspiesza pracę nad projektem!
IDEA StatiCa Steel to import węzłów z programów FEA do globalnej analizy konstrukcji oraz z programów rysunkowych CAD:
IDEA StatiCa Steel to kontrola nad każdą śrubą, zakotwieniem, spoiną czy usztywnieniem z osobna a także rysunki w formacie .dxf oraz pełny raport dla stanu wytężenia poszczególnych części modelu!
- Blachy
- Śruby
- Spoiny
- Kontakt
- Zakotwienie
Elementy prętowe oraz blachy usztywniające utworzone są w modelu z płyt stalowych, które kształtują geometrię całego połączenia. Poszczególne płyty nie przenikają się, ale są ze sobą połączone oddzielnie modelowanymi śrubami, spoinami lub kontaktem. Każda z płyt jest siatkowana niezależnie jako element powłokowy. Rozmiar oczka siatki każdej z płyt do modelu MES dobierany jest automatycznie, zależnie od wymiarów i geometrii płyty. Smukłe blachy ściskane można sprawdzić pod kątem lokalnego wyboczenia.
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/2A21.png)
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/2A211.png)
Śruby standardowe
W metodzie CBFEM śruby modelowane są jako elementy sprężynowe o nieliniowej charakterystyce materiałowej, które pracują na rozciąganie i ścinanie. Śruby mają nadaną sztywność i uwzględnione są w nich redystrybucja plastyczna oraz odkształcenia plastyczne. Śruby mają normowo określone nośności, do których porównywane są siły w śrubie uzyskane w analizie CBFEM.
Śruby sprężone
Model śruby sprężonej jest identyczny, ale w śrubie dodatkowo wyznaczana jest normowa siła sprężająca. Siła ścinająca w śrubie jest przenoszona przez tarcie między łączonymi blachami. Obliczeniowa nośność śruby na poślizg porównywana jest z siłą osiową w śrubie
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/2A22.png)
Otwór na śrubę
Trzon śruby przekazuje ściskanie na blachę, w której znajduje się otwór na śrubę. Jest to możliwe dzięki powierzchni kontaktu między trzonem śruby a krawędzią otworu. Naprężenia, które pojawiają się w blachach w okolicach otworów na śruby, umożliwiają dokładną analizę zachowania połączenia śrubowego.
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/2A221.png)
Otwory podłużne
Oprócz otworów standardowych, w programie można też zamodelować otwory podłużne, tzw. fasolki. Przy standardowych otworach, śruby przenoszą ścinanie na wszystkich kierunkach. Wprowadzenie otworów podłużnych wyklucza przeniesienie siły ścinającej na jednym kierunku i umożliwia przemieszczenie równoległe do otworu.
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/2A222.png)
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/2A23.png)
IDEA StatiCa gwarantuje bardzo dokładną analizę spoin między elementami płytowymi. Spoiny są modelowane tak, aby przenieść oddziaływania między płytami, a ponieważ płyty nie przenikają się w modelu MES, wszystkie naprężenia przechodzą przez spoiny.
Redystrybucja plastyczna naprężeń w spoinach jest uwzględniona automatycznie. Sprężysto – plastyczny model materiałowy spoin podaje rzeczywiste wartości naprężeń i nie ma potrzeby ich uśredniania ani interpolowania. Obliczone wartości naprężeń normalnych i stycznych w spoinie wykorzystane są do sprawdzenia nośności spoiny.
Spoiny, można zamodelować jako ciągłe, częściowe i przerywane. Ciągłe spoiny są wykonywane na całej długości spawanej krawędzi, częściowe pozwalają użytkownikowi ustawić odsunięcia z obu stron krawędzi, a spoiny przerywane mogą dodatkowo zawierać odstępy wewnętrzne.
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/2A231.png)
W modelu 3D zastosowano specjalne elementy kontaktu w celu symulacji zachowania się blach przy bezpośredni kontakcie między nimi. Kontakt ma duży wpływ na redystrybucję sił i naprężeń w połączeniu. Ogólna zasada kontaktu jest taka, że przenosi on jedynie ściskanie, a nie pracuje na rozciąganie. Istnieją 3 różne rodzaje kontaktu, jaki można zdefiniować: między dwiema powierzchniami, dwiema krawędziami i krawędzią a powierzchnią.
Powierzchnie
Na styku między powierzchniami dwóch blach przenoszony jest wzajemny docisk blach do siebie.
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/2A241.png)
Krawędzie
Na styku krawędzi blach przenoszony jest docisk. Jest to przydatne np. przy modelowaniu blaszki montażowej, która może przenieść część ścinania od dołączanej belki.
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/2A242.png)
Krawędź do powierzchni
Ten kontakt łączy krawędź blachy z powierzchnią blachy i przenosi naprężenia ściskające. Nie występuje spoina między tymi blachami, dzięki czemu można uwzględnić efekt docisku lub odrywania od siebie blach przy zadanych siłach.
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/2A243.png)
Zakotwienie
IDEA StatiCa to także analiza zakotwienia w bloku betonowym. Blok betonowy nie jest stricte modelowany elementami skończonymi, ale wykorzystuje podłoże Winkler-Pasternak. W każdym węźle siatki na blasze podstawy jest element kontaktowy i ‘sprężyna’, które reprezentują sztywność bloku betonowego. Możemy wziąć pod uwagę podlewkę cementową lub odstęp montażowy blachy podstawy od bloku betonowego. W wynikach analizy otrzymujemy rozkład naprężeń ściskających na powierzchni bloku betonowego. Kotwy w modelu odpowiadają za przejęcie sił wyrywających.
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/2A25.png)
Użytkownik może zaprojektować nie tylko standardowe kotwienie przez blachę podstawy, ale również bardzo złożone ciężkie kotwienia, które składają się z wielu elementów i kotew. Co więcej, może projektować zakotwiewnie w więcej niż jednym bloku betonowym.
IDEA StatiCa do połączeń i analizy statyczno - wytrzymałościowej konstrukcji stalowych dostępna jest jako kompletny moduł
![](https://ideastatica.com.pl/wp-content/themes/ideastatica/img/IDEA_StatiCa_logo250x60.png)