Home AxisVM houtmodules

AxisVM Houtmodules

De modules die voor houtconstructies zijn ontwikkeld, omvatten een breed scala aan ontwerppraktijken. Met behulp van deze modules kunnen eenvoudige en complexe ruimteframe-constructies worden geanalyseerd, kunnen doorsneden worden geoptimaliseerd volgens verschillende criteria en kan de betrouwbaarheid van deze constructies onder vuur worden gegarandeerd.

AxisVM 30 jaar logo

TD1 Houtcontrole EC5

AxisVM houtmodule icoon

Van de eenvoudigste tot de meest complexe houten 3D-vakwerken, met deze module kunnen vele soorten constructies worden berekend. De berekening wordt uitgevoerd op ontwerpelementen die bestaan uit een of meer eindige elementen (balken of ribben) die voldoen aan de eisen van een continu element. De controle van elementen omvat de controle van de interactie van interne krachten, terwijl ook de verplaatsing en doorbuigingen van de elementen kan worden geverifieerd. De resultaten en de gebruikte ontwerpparameters kunnen worden gevisualiseerd en in een gedetailleerde uitvoer worden samengesteld.

Vereisten / aanbevelingen

Ten minste een NL1 of NL3-basisconfiguratie is vereist voor de ontwerpberekeningen van houten balken of kolommen

Kenmerken

  • Variabele doorsneden, gebogen liggers.
  • Interactie verificaties van interne krachten.
  • De verificatie van de opleggingen, verbindingen, gaten zijn niet inbegrepen in de verificatie.

Profielen

  • Rechthoekig massief hout.
  • Rond massief hout.
  • Rechthoekig gelamineerd hout (GLULAM).
  • Rechthoekig gelamineerd fineerhout (LVL)).

Mogelijkheden

Materiaal bibliotheek

De materiaalbibliotheek van AxisVM bevat verschillende voorgedefinieerde houtmaterialen (massief hout, Glulam- en LVL-producten), die alle noodzakelijke parameters omvatten die nodig zijn voor het ontwerp. De materialen kunnen worden bewerkt of er kunnen nieuwe soorten houtproducten aan de database worden toegevoegd. De serviceklasse van de elementen wordt opgeslagen bij de staafelementen. De belastingsduurklasse wordt toegewezen aan de belastingsgevallen.

Speciale modellen

De houtmodule is ook geschikt voor het ontwerpen van liggers met verlopende doorsneden en van gebogen liggers.

Definitie houtprofielen

Houtprofielen worden gedefinieerd door ontwerpparameters toe te wijzen aan staafelementen.

Resultaten

De module ondersteunt verschillende tools voor het evalueren van resultaten. De resultaten van elke interactieverificatie en de bijbehorende berekende parameters kunnen in het model worden weergegeven door middel van een diagram. Samenvattende diagrammen zijn beschikbaar in een apart venster. Naast de maximale UC’s kunnen ook de resultaten van elke interactieverificatie worden opgevraagd, wat informatie geeft over de maatgevende belastingssituatie of het bezwijken van de staaf. Gedetailleerde ontwerpberekeningen kunnen worden getoond voor de volledige verificatie, die automatisch wordt bijgewerkt wanneer het model wordt gewijzigd.

Doorbuiging

Verificatie van de doorbuiging kan in twee hoofdrichtingen worden uitgevoerd (lokale y- en z-as). Het referentiepunt van de verplaatsing kan relatief zijn ten opzichte van de eindpunten van de elementen of de daadwerkelijke verplaatsing (absolute waardes). Indien nodig kan ook rekening worden gehouden met een ingevoerde zeeg door een lineaire of tweede-orde curve als initiële vorm te specificeren.

TD8 Brandwerendheid EC5

Met behulp van deze module kan de betrouwbaarheid van houten elementen onder vuur worden geanalyseerd. De analyse berust op de “conventionele” verificatie uitgevoerd bij normale temperatuur, maar vult deze aan met brand-specifieke verificaties. Het vuureffect wordt weergegeven door de brandcurve die de gastemperatuur in het brandcompartiment aangeeft in functie van de tijd. Er kan gekozen worden voor ISO-standaard of parametrische brandcurves. De module gebruikt de verkleinde doorsnedemethode bij het verifiëren van de elementen.

Vereisten / aanbevelingen

De basis TD1-module is een vereiste om TD8 te kunnen gebruiken.

Kenmerken

  • Brandbelastinggeval met specifieke parameters.
  • ISO-type brandcurve of parametrische brandcurve.
  • Beschermde of onbeschermde elementen.
  • Automatische berekening van de inbranddiepte.
  • De module maakt gebruik van staaf berekeningen.
  • Kniklengtecoëfficiënten kunnen onafhankelijk worden ingesteld voor verificatie van het brandontwerp.
  • Gedetailleerde interactieverificatie en capaciteitsberekening.
  • Houtcontrole (TD9) wordt aangevuld met de resultaten van het brandontwerp.

Profielen

  • Rechthoekig massief hout.
  • Rond massief hout.
  • Rechthoekig gelamineerd hout (GLULAM).
  • Rechthoekig gelamineerd fineerhout (LVL)).

Mogelijkheden

Staaf berekeningen

De toegepaste wapening van kolommen en liggers kan in gerenderde weergave worden getoond. Met deze wapening wordt rekening gehouden bij de berekening van de scheurwijdte voor liggers en bij de berekening van de stijfheid in niet-lineaire analyse voor zowel liggers als kolommen, rekening houdend met het effect van scheurvorming, kruip en krimp van beton.

Staal-beton kolommen

ULS-verificatie van staalbeton kolommen voor bi-axiale buiging, met of zonder axiale kracht rekening houdend met het fenomeen van knikken, kan worden uitgevoerd volgens de Eurocode- en SIA-normen. Met beton gevulde buis en rechthoekige kokerprofielen, met of zonder ommanteld staalprofiel en cirkelvormige en rechthoekige betondelen met ommantelde staalprofielen worden ook ondersteund.

Niet-lineaire doorbuiging

Als wapening is toegewezen aan kolommen- of balken van gewapend beton, kan in de niet-lineaire statische analyse rekening gehouden worden met deze toegepaste wapening, betonparameters en het niet-lineaire materiaalgedrag van staal en beton (inclusief het scheuren van de doorsnede). Interne krachten die compatibel zijn met rekken worden berekend door numerieke integratie van vezelspanningen op basis van ε- rekken, κy- en κz- krommingen. Het in rekening brengen van kruip en krimp in de niet-lineaire statische analyse wordt ook ondersteund. In het geval van krimp worden twee extra κy- en κz-krommingen berekend op basis van de gegeven krimprek en de hoeveelheid wapening.

Push-over ontwerp

In het geval van dissipatieve constructies met ductiliteitsklasse DCM of DCH worden de ontwerpwaarden van afschuifkrachten bepaald in overeenstemming met de capaciteit ontwerpregel om afschuifkrachten te voorkomen. De toegepaste wapening bij plastische scharnieren kunnen door de gebruiker worden gespecificeerd. Tijdens het verificatieproces wordt rekening gehouden met detailleringsregels die zijn vastgesteld door ontwerpnormen.

XLM Hout XLAM EC5

De XLM-module maakt het ontwerp en de verificatie mogelijk van constructies die zijn opgebouwd uit kruislings gelamineerd hout – CLT (XLAM) – panelen (muren, platen, andere oppervlakte-elementen). De unieke berekeningsmethode die wordt gebruikt, wordt geïmplementeerd via een complex rekenalgoritme dat is gebaseerd op pure mechanica van samengestelde schalen. Het programma biedt een aantal opties om de resultaten van de CLT-panelen te evalueren, de spanningsverdeling van elke laag en de gebruiksresultaten weer te geven, wat een ideale werkomgeving creëert voor een optimaal ontwerp. De module gaat vergezeld van een gedetailleerde CLT-materiaaldatabase, die gegevens bevat over de meest gebruikte CLT-producten.

Vereisten / aanbevelingen

De XLM module vereist minimaal de NL2 of NL3 basismodule.

Kenmerken

  • De toegepaste methode is gebaseerd op “shell theory”, die geschikt is voor het modelleren van willekeurig gevormde domeinen.
  • Nauwkeurige berekening van de afschuifcorrectiefactor.
  • Weergave van spanningscomponenten in alle lagen van de doorsnede.
  • Maximale en gedeeltelijke unity-checks.
  • Unieke CLT (CLAM) materiaal database.
  • De module gaat vergezeld van een gedetailleerde handleiding waarin de theoretische achtergrond van de toegepaste rekenmethode wordt beschreven

Mogelijkheden

Unieke ontwikkeling

De unieke module die voor AxisVM is ontwikkeld, vormt een aanvulling op de ontwerpprocedures van Eurocode 5 voor dit type constructie. De implementatie volgt de industriestandaardpraktijken van de mechanica van composietmaterialen (verwijzingen in de speciale CLT-handleiding). De bijgevoegde CLT-handleiding bevat een samenvatting van de mechanische basiskennis die vereist is voor CLT (XLAM) composietstructuren en details van het geïmplementeerde algoritme en verificatievoorbeelden.

Gebaseerd op de “Shell theory”

De geïmplementeerde methode is voor veel doeleinden geschikt omdat deze is gebaseerd op de pure mechanica van composietstructuren. Daarom kunnen wanden en/of vloeren met willekeurige vormen en beperkingen worden gemodelleerd.

XLAM materiaal database

De materiaaldatabase van de module bevat de constructieparameters van veelgebruikte CLT-producten (dikte, laagstructuur, vezelrichting) en typische sterktewaarden, die essentieel zijn voor het ontwerp van CLT-elementen. Deze database kan een grote hulp zijn, zelfs in het pre-ontwerpproces, aangezien het in de meeste gevallen moeilijk is om alle CLT-materiaaleigenschappen te verkrijgen die nodig zijn voor het modelleren.

Spanning componenten

Spanningsverdelingen kunnen worden weergegeven op een geselecteerd knooppunt voor de gehele doorsnede, niet alleen voor de maximale waarden. Spanningscomponenten worden afzonderlijk bepaald van buiging, axiale kracht, torsie en afschuiving.

Meerdere unity-checks

Er zijn veel componenten van de resultaten beschikbaar voor de gebruiker die kunnen worden geëvalueerd op basis van maximale unity-check of zelfs met gedeeltelijk gebruik van de interactiecontroles. Deze laatste kan informatie geven over de kritische belasting of het verwachte bezwijkmechanisme.

Toekomstige ontwikkelingen

De woekering van CLT-paneelconstructies en de dynamische ontwikkeling van productiemogelijkheden vormen een aanzienlijke uitdaging voor constructeurs. Hun economische ontwerpen zijn niet langer mogelijk zonder een betrouwbare eindige-element-software-achtergrond. De XLM-module van AxisVM biedt hiervoor een efficiënte basis en de sterke theoretische achtergrond biedt verdere ontwikkelingsmogelijkheden.

TD9 Houtoptimalisatie

Na het ontwerp van houten elementen in de TD1-module, kan de constructie economischer worden gemaakt met behulp van de doorsnede-optimalisatieprocedure van de TD9-module. Diverse instelbare criteria bepalen het meest economische ontwerp. Als doel van de optimalisatie kunnen minimaal gewicht, hoogte, breedte en maximaal toelaatbaar unity-check worden gekozen. Het zoekalgoritme is gebaseerd op een stochastische zoekmethode (PSO) die zorgt voor een relatief korte doorlooptijd.

Vereisten / aanbevelingen

De module vereist minimaal de TD1-module (ontwerp van houten elementen). De TD8-module (brandontwerp van houten elementen) kan ook gebruikt worden tijdens het optimalisatieproces.

Kenmerken

  • Het resultaat van de optimalisatie kan een minimaal gewicht, hoogte, breedte en/of maximaal ingestelde unity-check zijn.
  • Optimalisatieverificatie kan worden aangepast.
  • De set van kandidaat-doorsneden kan worden genomen uit de doorsneden van het model of de doorsnedebibliotheek of de geometrieën (vormen) kunnen parametrisch worden gedefinieerd.
  • Het geïmplementeerde zoekalgoritme is gebaseerd op de zogenaamde Particle Swarm Optimization (PSO).
  • De parameters van de optimalisatie kunnen vrij worden ingesteld.
  • In “multi-threaded modus” wordt het zoekproces verdeeld over meerdere “threads”.

Profielen

  • Rechthoekig
  • Afgerond rechthoekig
  • Rond

Mogelijkheden

Optimalisatie parameters

Als eerste stap worden de houten ontwerpelementen ingedeeld in optimalisatiegroepen, waarop de optimalisatie kan worden uitgevoerd met verschillende criteria. Het doel van de optimalisatie kan zijn: minimaal gewicht, hoogte, breedte en/of maximale unity-check. De instellingen van beschouwde ontwerpcontroles kan ook worden aangepast. Kandidaat-doorsneden kunnen worden geselecteerd uit een set van voor gedefinieerde doorsneden of kunnen worden gedefinieerd door parameters.

Optimalisatie algoritme

“Particle Swarm Optimization” (PSO) is een evolutionair algoritme dat in de jaren negentig is ontwikkeld. Het PSO-proces wordt gedurende een bepaald aantal iteraties uitgevoerd en kan vanwege zijn stochastische aard meerdere lokale optimale waarden vinden. Het aantal iteraties wordt bepaald door het programma dat probeert de looptijd te beperken en de zoekruimte zo volledig mogelijk in kaart te brengen. Bovendien, als het algoritme na een lange periode geen veranderingen in de resultaten vindt, gaat het ervan uit dat het het globale optimum heeft gevonden.

Parallelle algoritme

In de multi-threaded modus wordt het optimalisatieproces verdeeld over de threads, wat zorgt voor een grondige zoekactie en snelle convergentie. Het parallelle algoritme kan met name handig zijn bij grotere constructies met een aanzienlijk aantal belastingsgevallen of met een uitgebreide reeks combinaties van parameters. Tijdens de berekening geeft de voortgangscurve informatie over de status van het optimalisatie proces en het aantal uitgevoerde iteraties.

Optimalisatie resultaten

Een samenvattingsvenster geeft gedetailleerde informatie over de resultaten van de optimalisatie en de gevonden doorsnedes. Op basis van de resultaten van de optimalisatie kan de gebruiker beslissen of hij individuele doorsnedes wil vervangen of suggesties wil afwijzen. De gewijzigde doorsneden worden automatisch bijgewerkt in het model, dus een statische controle-analyse kan onmiddellijk worden uitgevoerd (veranderingen in de stijfheid van de elementen kunnen aanzienlijke veranderingen in de interne krachten veroorzaken, afhankelijk van het model).

  • TD1 Houtcontrole
  • TD8 Brandwerendheid
  • TD9 Houtoptimalisatie
  • XLM Hout XLAM

Ook deze bedrijven gebruiken AxisVM houtmodules

Wilt u een demo van AxisVM?

Boek hier direct een afspraak voor een (online) demo van AxisVM