Knihovna článků

Svar / Svary v IDEA StatiCa

Ocel

Connection

Member

Svar

EN (Eurokód)

AISC (USA)

AS (Austrálie)

CISC (Kanada)

IS (Indie)

GB (Čína)

HKG (Hong Kong)

SP 16 (Rusko)

Tento článek je dostupný také v dalších jazycích:

Přeloženo pomocí AI z angličtiny

V článku najdete všechny potřebné informace o svarech a svarových přípojích. Je popsán model svaru a také ukázka pracovního postupu v aplikaci.

Teoretické pozadí

Přečtěte si základní informace o modelu svaru v našem Teoretickém pozadí. Obecná část popisuje samotný výpočetní model:

Teoretické pozadí: Analýza svarových přípojů

Specifické části Teoretického pozadí pro každou z podporovaných národních norem:

Přehlednou ukázku vývoje napětí během zatěžování a rozdělení napětí podél dlouhých svarů najdete v článku Jak jsou svary modelovány v IDEA StatiCa.

Svary a svarové přípoje jsou také diskutovány v našich blogových článcích Svarové ocelové přípoje – bát se, nebo nebát? a Snižte náklady na svary díky vylepšené výrobě (kde je diskutována kombinace přenosu zatížení svarem a kontaktem v tlaku).

Velikost a délka svaru

Velikost svaru se definuje různými způsoby v závislosti na regionu. Přečtěte si článek Velikost a délka svaru a zjistěte, jak IDEA StatiCa definuje velikost svaru, nebo pokud potřebujete znát přesnou délku svaru:

Ověření

V našem Support Center najdete mnoho ověřovacích studií popisujících chování různých modelů svarových přípojů a také srovnání s laboratorními zkouškami.

Ověřovací studie modelů se svary

Aktualizace ve verzích

Následující funkce jsou součástí poznámek k vydání IDEA StatiCa a mohou se týkat svarů. Více informací o funkcích najdete v příslušných článcích pod odkazy:

Kontrola chybějících svarů (verze 20.1)

Přidali jsme další užitečný nástroj, který automaticky pomáhá uživateli najít nesvařené části přípoje: nástroj pro analýzu modelu přípoje s ohledem na potenciálně chybějící svary.

Import doporučených svarů (verze 20.1)

Při importu přípoje z CAD softwaru je nyní k dispozici možnost přidat doporučené svary.

Vylepšený model koutových svarů (verze 20.1)

Velikost koutových svarů byla opravena pro koutové svary hrana-povrch.

Specifika posouzení svarů podle Eurokódu (EN) a indické normy (IS) (verze 21.1)

Za účelem souladu s normami a zajištění bezpečnosti návrhu je hodnota pevnosti uvažovaná při normovém posouzení svarů nově vypočítávána z hodnoty pevnosti základního ocele pro normy EN a IS a ze samotného materiálu svaru.

Kombinování operací svaru a kontaktu (verze 22.1)

Od verze 22.1 lze operace svaru a kontaktu kombinovat.

Kontrola kolize plechů a svarů (verze 22.1)

Plechy a části modelu mohou být umístěny tak, že kolidují s ostatními plechy a prvky.

Kontrola svarů svařovaných průřezů (verze 23.0)

IDEA StatiCa nyní umí kontrolovat podélné svary prvků se svařovanými průřezy.

Vylepšená vizualizace posouzení svarů (verze 23.0)

Posouzení svarů pomocí metody konečných prvků se liší od tradičních návrhových výpočtů. V tradičních výpočtech lze zanedbat malé excentricity, deformace, torze, Poissonův koeficient apod.

Vylepšení konstrukčních zásad pro šrouby a svary podle Eurokódu (verze 23.0)

Kontrola konstrukčních zásad v IDEA StatiCa Connection je vylepšena. Inženýři získají lepší přehled o návrhu a normovém posouzení šroubů a svarů díky podrobným informacím a doporučením podle Eurokódu uvedeným v tabulkách posouzení i ve zprávě.

Uživatelsky definované svařovací elektrody (verze 23.1)

Materiál svaru je upravitelnou položkou v MPRL (knihovně materiálů a sortimentu). To znamená, že svařovací elektrody lze definovat nezávisle na jakosti oceli spojovaných plechů.

Chcete-li přidat uživatelsky definovaný materiál svaru, přejděte na záložku Materiály, přidejte materiál Svar a upravte jeho vlastnosti.

Obecný svar zvýrazněný ve 3D scéně (verze 23.1)

Jde o jednoduché vylepšení 3D scény aplikace Connection pro lepší orientaci, zejména u větších modelů přípojů importovaných přes BIM vazby z CAD aplikací.

Když je vybrána obecná operace svaru nebo kontaktu, svar ve 3D scéně je zvýrazněn oranžovou barvou (ve výchozím nastavení).

Varování pro elektrody pevnější než plechy (verze 23.1)

Pokud je v Nastavení normy aplikace Connection aktivována kontrola konstrukčních zásad, uživatelé obdrží varování, pokud je materiál svařovací elektrody pevnější než svařované plechy. To pomáhá zajistit bezpečnostní standardy návrhu.

Toto se vztahuje na Eurokód (EN) a indickou normu (IS), které obsahují ustanovení definující, že pevnost svaru je určena menší mezní pevností spojovaných plechů, a požadavky, že přídavný materiál svařovacích elektrod musí být pevnější než základní materiál (EN 1993-1-8 – 4.5.3.2 a IS 800:2007 - 10.5.7.1.1).

Varování pro svary a šrouby spojující stejné plechy (verze 23.1)

Návrh přípoje kombinující svary a šrouby nebo šrouby a předepnuté šrouby je nebezpečný a normy jej nedovolují. Aplikace Connection vás automaticky informuje, pokud je takový postup v projektu použit, aby byl zajištěn správný a bezpečný návrh.

Automatický návrh svarů na tažnost/plnou únosnost/nadpevnost (verze 24.0)

Automatické dimenzování svarů odstraňuje zdlouhavé a časově náročné ruční zadávání a kontrolu každého svaru. Díky automatizovanému algoritmu IDEA StatiCa zajišťuje rychlejší modelování a zcela bezpečný návrh svarových přípojů.

Automatické dimenzování svarů na základě odhadu únosnosti (verze 24.0)

Automatické dimenzování svarů řeší problém ručního upravování velikosti každého svaru, které je zdlouhavé a časově náročné. Díky automatizaci IDEA StatiCa výrazně pomáhá urychlit proces návrhu a podporuje konzistentnější návrh svarů napříč projekty.

Drážkové svary s částečným průvarem (PJP) (verze 24.0, 24.1, 25.0)

Integrace drážkových svarů s částečným průvarem, nebo koutových svarů s částečným průvarem, zkráceně PJP svarů, v IDEA StatiCa Connection řeší specifické požadavky kladené na koutové svary s částečným průvarem, odlišné od požadavků na koutové svary.

Velikost svaru s částečným průvarem je do analýzy zahrnuta se stejnou hodnotou, jaká byla zadána. IDEA StatiCa neprovádí žádné úpravy, jako je například redukce nominální velikosti svaru – to je na straně uživatele před zadáním.

Varování týkající se prvků svarů (verze 24.1)

Jsou zabudovány dva typy varování:

„Typ svaru byl změněn na koutový svar z důvodu spojení hrana-hrana" (změna typu svaru způsobená akcí při modelování)
„Svar nebyl vytvořen z důvodu geometrických omezení" (pokrývá situace, kdy nepřesnosti v geometrii způsobí neúspěšné vytvoření svaru)

Regionální vylepšení (verze 25.0)

Pro místní inženýry nabízí verze 25.0 několik vylepšení, jako jsou PJP svary v Eurokódu, implementace nového ACI nejen pro americké inženýry, kontroly kotvení pro čínskou normu, rozlišení britské a americké terminologie a další.

Oblast roznosu svaru (verze 25.0)

Oblast roznosu svaru je ve verzi 25.0 mírně změněna. V následujícím článku je přehledně vysvětleno, jak nyní funguje přenos sil z jednoho plechu na druhý prostřednictvím svarů.

Oblast roznosu svaru se výrazně liší mezi koutovými svary a svary s plným průvarem. Oblast roznosu od hrany plechu k povrchu druhého plechu je definována podle následujícího obrázku:

Síla přicházející z hranového plechu je pak rozdělena do uzlů povrchového plechu na základě blízkosti uzlu k oblasti roznosu svaru.

Co změna ve verzi 25.0 obnáší?

Oblast roznosu byla zmenšena pro koutové svary s plným průvarem
Oblast roznosu koutových svarů nyní přesněji odráží velikost koutového svaru
Tloušťka povrchového plechu je nyní pro oblast roznosu svaru irelevantní

Proč byly změny provedeny?

Nedávno jsme realizovali společný projekt s Univerzitou v Coimbře a ISISE. Cílem projektu bylo vytvořit sérii numerických modelů v Abaqus (obecný software pro metodu konečných prvků s prostorovými konečnými prvky) a porovnat výsledky s IDEA StatiCa Connection (skořepinové konečné prvky). Zaměření je na svarové momentové přípoje nosník-sloup. Srovnání ukazuje, že:
- Výsledky válcovaných sloupů bez výrazné tlakové síly ve sloupu jsou v dobré shodě
- Výsledky sloupů svařovaných koutovými svary s plným průvarem jsou mírně nekonzervativní (o 5,8 %). Proto je tato změna – zmenšení oblasti roznosu svaru pro koutové svary s plným průvarem – provedena.

Svar kruhového plechu (verze 26.0)

Kruhové výztužné plechy se běžně používají k vyztužení tenkých stojin, ale před verzí 26.0 nebylo možné pro tyto plechy přímo definovat svary.

Uživatelé proto museli spoléhat na náhradní řešení, typicky import plechu jako polygonu z DXF, což přidávalo zbytečné kroky a snižovalo efektivitu modelování.

S touto aktualizací lze svary nyní definovat přímo pro výztužné plechy s kruhovým tvarem. Plech je interně diskretizován do segmentů, podobně jako kruhové duté průřezy, což zajišťuje přesné chování při analýze. Počet segmentů respektuje globální nastavení projektu a zajišťuje konzistentnost v celém modelu.

Webináře a videa

V minulosti jsme pořádali několik webinářů o modelování svarových přípojů. Inspiraci najdete v následujících záznamech:

Svary a šrouby v IDEA StatiCa (AISC)

Webinář se věnuje teorii šroubů a svarů a způsobu jejich modelování v IDEA StatiCa. Jsou také podrobně popsány operace těchto dvou komponent a uvedeny praktické tipy. Na závěr je vysvětlena interpretace výsledků a vzorce používané k ověření souladu s požadavky AISC.

Porozumění výsledkům svarů pro Eurokód

Podrobná tabulka s výsledky zobrazuje všechny vzorce včetně hodnot. K dispozici jsou také směrová napětí. Využití svaru je zřejmé. Celkové využití Utc je však vypočítáváno z únosnosti celého svaru. Podívejte se, jak to funguje.

Lze najít shodu napětí ve svaru s ručním výpočtem?

Napětí ve svaru je vypočítáváno v hlavních směrech podle EC a výsledky jsou uvedeny v záložkách výsledků. Přestože analýza v IDEA StatiCa Connection vychází z CBFEM, v jednoduchých případech lze napětí porovnat s ručními výpočty pro ověření výsledných hodnot.

Nastavení koutových svarů podél stojiny SHS a povrchu plechu

Duté průřezy a zejména zakřivené rohy jejich průřezů mohou být při svařování apod. někdy obtížně zpracovatelné. Podívejte se, jak správně nastavit jednoduchý koutový svar na obou stranách prvku SHS, včetně jeho rohů, které musí být připojeny k povrchu plechu.