In IDEA StatiCa Connection zijn er twee strategieën voor lasdimensionering beschikbaar voor alle gebruikers:
- op volle sterkte
- met oversterkte
Voor Eurocode-gebruikers zijn er nog twee:
- naar capaciteitsschatting
- naar minimale vervormbaarheid
De lasmethode wordt gespecificeerd in het dialoogvenster Operaties.
Bij het uitvoeren van Lasdimensionering wordt elke hoeklas in het model aangepast volgens de lasdimensioneringsmethode. Over het algemeen zal de grootte van lassen in deze volgorde toenemen:
- Naar schatting van capaciteit
- Naar minimale vervormbaarheid
- Volledige sterkte
- Met oversterkte
De methoden worden hieronder in detail beschreven.
Naar capaciteitsschatting
Het bepalen van de laswijdte op basis van capaciteitsschatting levert automatisch lasmaten op die net sterk genoeg zijn om de ingestelde belastingen over te brengen.
Het schatten van de lascapaciteit is het eerste gebruik van machine learning in IDEA StatiCa. Op dit moment is het alleen geïmplementeerd in Eurocode. Lasweerstand wordt bepaald aan de hand van het meest belaste laselement. Daarom is het gebruik van de las zeer niet-lineair. De weerstand van de gehele lengte wordt geschat door een machine-learning algoritme gebaseerd op de spanningsverdeling langs de las.
Voor het schatten van de lasgrootte naar capaciteit zijn resultaten nodig. De grootte van hoeklassen wordt aangepast volgens de volgende formule:
\a_{new} = a \cdot Ut_c / Ut_{target} \]
waarbij:
- \(a_{new}}) - aangepaste grootte van de lasnaad
- \(a) - eerder ingestelde grootte van de lasnaad
- \(Ut_c\) - capaciteitsschatting gebaseerd op machine-learning algoritme zichtbaar bij Lascontrole
- \(Ut_{target}\) - doelgebruik in Instellingen → Ontwerp → Autodesign → Lasdimensionering
Resultaat \(a_{new}\) wordt naar boven afgerond volgens Voorkeuren → Toepassingseenheden → Nieuwe entiteit afronding → Lasgrootte.
Merk op dat lasmaten beperkt zijn door detailleringsregels, bijv. lasmaten mogen niet kleiner zijn dan 3 mm (EN 1993-1-8 - 4.5.2). Deze detailleringsregels worden nageleefd. Houd er ook rekening mee dat meerdere lassen in IDEA StatiCa vaak met één waarde worden ingesteld. In deze gevallen wordt de maat ingesteld op basis van de meest gebruikte.
Er is ook een berekeningslus beschikbaar. Als de lasdimensioneringsmethode is ingesteld op capaciteitsschatting:
- Dimensioneert de hoeklassen op volle sterkte
- Berekent het model
- Dimensioneert de hoeklassen op capaciteit schatting
- Berekent het model
Vervolgens worden lassen met slechts één klik ingesteld op of onder de doelbelasting.
Naar minimale vervormbaarheid
Lassen dimensioneren op minimale vervormbaarheid zorgt automatisch voor lasverbindingen die sterk genoeg zijn om brosse breuken te voorkomen. De sterkte van de las zorgt ervoor dat de plaat in eerste instantie meegeeft, maar uiteindelijk breekt de las.
De eis voor minimale vervormbaarheid van lasverbindingen in FprEN 1993-1-8:2023 - 6.9(4). Het is afkomstig uit de Nederlandse nationale bijlage van EN 1993-1-8, waar de vaste verhouding tussen lassterkte en plaatsterkte 0,8 is. Het is ook opgenomen in veel gebruikte Groene boeken uit het Verenigd Koninkrijk, namelijk in de hoofdstukken C2 en C3. De vaste verhouding is echter alleen geschikt voor staalsoort S355. In de tweede generatie Eurocode wordt dit uitgebreid voor alle staalsoorten.
Deze eis wordt gecontroleerd voor dubbelzijdige hoeklassen door:
\a/t=frac{beta_w{gamma_{M2} f_y}{sqrt{2} f_u \gamma_{M0} } \dot \min \left \{1.0, 1.1 \frac{f_y}{f_u} \right \}].
waarbij:
- \(a) - dikte van de lasnaad
- \(t) - dikte van de plaat verbonden met de rand
- \beta_w - correlatiefactor van de las
- \Gamma_{M2} - veiligheidsfactor voor bouten en lasnaden; instelbaar in Code setup
- \(f_y) - vloeigrens van de plaat
- \(f_u) - uiterste lassterkte
- \(\gamma_{M0}) - veiligheidsfactor voor platen; aanpasbaar in Code setup
De lasdikte voor enkelzijdige hoeklas is tweemaal zo groot als die voor dubbelzijdige hoeklas.
Merk op dat de methode bruikbaar is voor dwarsbelaste lassen en werkt als de plaat over de volle breedte verbonden is.
Op volle sterkte
Lasdimensionering op volle sterkte levert automatisch lassen op die sterker zijn dan de verbonden plaat. In de berekening wordt ervan uitgegaan dat de platen op trek worden belast en de lassen dwars op elkaar worden gelast als slechtste geval voor lassterkte en ductiliteit. Dit ontwerp is nuttig om brosse breuken van lassen bij statische belasting te vermijden.
Deze benadering is ook opgenomen in veelgebruikte Groene boeken uit het Verenigd Koninkrijk, namelijk in hoofdstuk C1.
Deze eis wordt gecontroleerd voor dubbelzijdige hoeklassen door:
\a/t=frac{beta_w{gamma_{M2} f_y}{sqrt{2} f_u \gamma_{M0} }].
waarbij:
- \(a) - dikte van de lasnaad
- \(t) - dikte van de plaat verbonden door de rand
- \beta_w - correlatiefactor van de las
- \Gamma_{M2} - veiligheidsfactor voor bouten en lasnaden; instelbaar in Code setup
- \(f_y) - vloeigrens van de plaat
- \(f_u) - uiterste lassterkte
- \(\gamma_{M0}) - veiligheidsfactor voor platen; aanpasbaar in Code setup
Merk op dat de methode bruikbaar is voor dwars belaste lassen en werkt als de plaat over de volle breedte verbonden is.
Met oversterkte
Lasdimensionering met oversterkte zorgt automatisch voor lassen die veel sterker zijn dan de verbonden plaat. Oversterktefactor wordt opgegeven Instellingen → Ontwerp → Autodesign → Lasdimensionering. De standaardwaarde van 1,4 is overgenomen uit EN 1993-1-8 - 6.2.3 (5) om een plastisch scharnier te vormen.
In de berekening wordt ervan uitgegaan dat de platen op trek worden belast en de lassen dwars op elkaar worden gelast als slechtste geval voor lassterkte en ductiliteit. Dit ontwerp is nuttig om brosse breuken van lassen te vermijden bij plastisch ontwerp of cyclische belasting. Merk op dat de grote laswijdte niet automatisch een hoge ductiliteit garandeert. Integendeel, het kan leiden tot overmatige restspanningen en vervormingen veroorzaakt door laskrimp.
Deze eis wordt gecontroleerd voor dubbelzijdige hoeklassen door:
\a/t=frac{beta_w{gamma_{M2} f_y}{sqrt{2} f_u \gamma_{M0} } \].
waarbij:
- \(a) - dikte van de lasnaad
- \(t) - dikte van de plaat verbonden door de rand
- \beta_w - correlatiefactor van de las
- \Gamma_{M2} - veiligheidsfactor voor bouten en lasnaden; instelbaar in Code setup
- \(f_y) - vloeigrens van de plaat
- \(f_u) - uiterste lassterkte
- \Gamma_{M0} - veiligheidsfactor voor platen; aanpasbaar in Code setup
- \f_{oversterktemaat} - oversterktefactor gespecificeerd in Instellingen → Ontwerp → Autodesign → Lasdimensionering
Merk op dat de methode nuttig is voor dwarsbelaste lassen en werkt als de plaat over de volle breedte verbonden is.