IDEA StatiCa Steel

Design and check of steel joints and connections

The first software in the world which can design and check all steel connections and joints of any geometry. Clear pass/fail checks according to the code (Eurocode+many others) for welded and bolted connections, footing, and anchoring.

Any topology, any loading, in minutes!

Overall check for any connection in minutes. Stress and strain analysis, stiffness, member capacity design, buckling, and design joint resistance.

Software features

  • Steel joints of any topology, connections and base plates with no limitation of shape nor loads
  • Design every building more safely and cost effective
  • Minimize risks of structural defects
  • Decreasing material consumption of steel members/details by up to 30%
  • Reducing time spent on designing of steel members/details by up to 50%
  • Providing 100% “white box” results for engineers, general contractors, checkers and construction authorities
  • It performs precise checks on each member of the union
  • Removes uncertainty in the connection design

Integrated Applucations

IDEA Statica Steel id the software for the structural design and the check of steel structure joints, connections and details of steel structures. It enables engineers to design steel joints of general shape, connections and base plates with no limitation in shape and loading according to the latest regulations EN/AISC/CISC/AU/SP 16

ANALISI CONNESSIONI IN ACCIAIO

Any loading – multiple directions with no limitation all internal forces from 3D global analysis

Unioni con un gran numero di travi in direzioni multiple e carichi multipli

Any topology – Analysis model created according to manufacturing operations used – cuts, plates, stiffeners, ribs,

openings, cleats, welds, bolts etc.

connessioni generiche in acciaio

Automatic generation of joint’s FE model, user does not handle with FEA

Calculation of internal stress/forces in joints based on elastic/plastic FE analysis

analisi FEA elastica/plastica

Calculation of plastic strain and finite element mesh

Calcolo delle deformazioni plastiche e mesh deformata degli elementi finiti

Stiffness analysis of any kind of connection

• Rotational and translational stiffness of any connection in joint can be determined
• Classification of connection is done. Stiffness of connection can be used as a flexible hinge in global analysis of the structure.
• Ultimate capacity of the joint can be analysed.

Calcolo della rigidezza di qualsiasi tipo di connessione

Nodo rigido: connessione saldata        Nodo semi-rigido: connessione imbullonata

Local  buckling  analysis  of  joint

• Local buckling prediction is important for slender plates in the joint
Critical load factor is provided

Calcolo della stabilità locale dell’unione di acciaio, fattore di carico critico

Wide range of parametric  predefined joint/connection templates; easy definition of user templates - all can be edited

Joint  templates

Any joint designed in IDEA Connection can be saved „as template“
Any template can be reused for joint of similar topology.
• Different angles of members
• Different cross-section dimensions
• Different cross-sections type
Fast work with typical connections.

Modelli di unione

Efficient FEA solver delivers result faster than current methods 
More than 90% of calculations is national-code independent
Checks of bolts, anchors, welds and concrete using standard component method
Clear information about behaviour of the joint/connection

Both simple (1 connection = 1 A4) and detailed editable output reports

relazioni chiare

Wide range of predefined joint/connection templates; easy definition of user templates

 

IDEA Connection runs proper checks according to EN 1993-1-8. Steel plates are check against the requirement of maximal equivalent strain. Bolts and fasteners are checked both on normal and shear force like separate components. Stress in each weld is properly evaluated and weld is checked. Interaction of base plate and concrete block is analyzed – effective stress is checked.

progetto della connessione

Complete design of steel structural members and details

  • Modellazione a elementi finiti con elementi shell, creazione automatica della mesh
  • Calcolo delle tensioni/forze interne nell’unione basato sull’analisi FEA elastica/plastica;
  • Calcolo della rigidezza di qualsiasi tipo di connessione con restituzione del diagramma momento – rotazione e classificazione della connessione in base alla rigidezza;
  • Calcolo della stabilità locale dell’unione di acciaio, fattore di carico critico;
  • Progettazione in capacità per la verifica sismica delle connessioni;
  • Resistenza di progetto dell’unione – carichi massimi applicabili, riserva della capacità del nodo;
  • Solutore FEA efficace che rilascia i risultati più velocemente rispetto ai metodi alternativi;
  • Più del 90% dei calcoli sono indipendenti dal Codice Nazionale;
  • Informazioni chiare sul comportamento dell’unione/connessione grazie all’ottima restituzione grafica dei risultati dell’analisi.
  • Complete design of structural members and details
  • Beams, columns, frames
  • General cross-section/wide range of rolled and welded sections
  • Straight/ curved, prismatic/ tapered
  • EN 1993-1-1 plus National Annexes, SIA 263
  • Strength and stability steel member design/ check
  • Comprehensive ULS/ SLS code checks including deflections
  • Flexural and lateral-torsional buckling
  • Interaction of all internal forces N/ Vy/ Vz/ Mx/ My/ Mz
  • Optimization of cross-sections
  • Advanced FE calculation of cross-section properties and stress distribution
  • Unique analysis of shear stress from shear forces and torsion
  • BIM compliant – interface to various 3D FEA software

 

GMNA - Geometrically and materially nonlinear analysis

Analisi non lineare per materiale e geometria

È stato implementato un nuovo tipo di analisi per gli elementi a sezione cava. L'analisi non lineare per il materiale (GMNA) è una parte importante della verifica secondo normativa per gli elementi con sezione cava che influenza significativamente la resistenza calcolata dell'intera connessione.
Fino alla versione 10.0, il metodo CBFEM ha utilizzato l'analisi non lineare per il materiale (metodo MNA, diagramma di lavoro elasto-plastico), sufficiente per la stragrande maggioranza dei casi delle connessioni. Per elementi di sezione cava e/o elementi con pareti estremamente sottili, il carico puntuale può causare elevate deformazioni locali (specialmente delle sezioni) che influenzano la stabilità complessiva dell'elemento. Ecco perché è stata sviluppata un'analisi nuova e più avanzata basata sulla soluzione non lineare per la geometria che tiene conto di questi effetti. Il calcolo GMNA avvicina i risultati dell'analisi al comportamento reale.

analisi per gli elementi a sezione cavaanalisi per gli elementi a sezione cava

Analisi lineare per il materiale del giunto a sezione cava    Analisi non lineare per il materiale del giunto a sezione cava

Analisi della rigidezza della connessione

Si può determinare la rigidezza rotazionale, assiale e torsionale di qualsiasi connessione nell’unione.
È eseguita la classificazione della connessione come rigida, semi-rigida o incernierata.
La rigidezza della connessione può essere usata come una cerniera flessibile nell’analisi globale della struttura.
Calcolo della capacità ultima dell’unione.

Diagramma momento-rotazione di un angolo di telaio bullonato

Progettazione in capacità

Il nuovo tipo di analisi Progettazione in capacità è in grado di eseguire la verifica secondo normativa dei giunti nelle zone sismiche di tutto il mondo, poiché fornisce una personalizzazione di alto livello. Il criterio progettuale del Capacity design è volto a controllare la gerarchia delle resistenze. L'obiettivo della Progettazione in capacità è quello di confermare che un edificio subisca un comportamento controllato e duttile al fine di evitare il collasso in caso di sisma.

Si prevede che la cerniera plastica si formi in un elemento dissipativo e tutti gli elementi non dissipativi del giunto devono essere in grado di trasferire in modo sicuro le forze durante lo snervamento nell'elemento dissipativo. È possibile definire l’elemento dissipativo in elementi o piastre selezionati, applicando il fattore di sovraresistenza γov. Inoltre, può essere personalizzato anche il fattore di incrudimento γsh .

progettazione in capacità

Output del progetto e delle verifiche

La relazione di calcolo è composta da diversi livelli di dettaglio: Breve / 1 pagina / Dettagliata, esportabile in .pdf oppure è completamente personalizzabile in Word.
Viene fornita la distinta dei materiali: i disegni di tutte le piastre, bulloni e saldature.
Possibile esportazione dei disegni .DXF di produzione di tutte le piastre e del modello 3D in .DWG.
Viewer – plugin gratuito per esportare online qualsiasi connessione di IDEA StatiCa Viewer. Non è necessario avere la licenza di IDEA Statica per aprire il file della connessione. Si attiva scaricando un plug-in dal sito Web IDEA StatiCa.

Esportazione del modello 3D della connessione in .DWG

esportazione connessione in dwg

relazioni

CBFEM (Component Based Finite Element Method)

IDEA Connection is based on a unique analysis method called Component Based Finite Element Model (CBFEM) which provides precise checks, results of strength, stiffness, and buckling of the steel connection. Each component of the connection (bolts, plates, welds and concrete block) is verified according to the formulas of the code.

Component Based Finite Element Model of steel joints (CBFEM). How does it work?

  • Joint is divided into components
  • All steel plates are modelled by Finite Element method assuming ideal elastic-plastic material

  • Bolts, welds, concrete blocks are modelled as nonlinear springs

  • FE Model is used for investigating of internal forces in each component

  • Plates are checked for limit plastic strain – 5% acc. to EC3

  • Each component is checked according to specific formulas as in Component Method

calcolo CBFEM

Bolted joint                                                Component model                                              CBFEM model

R&D project IDEA Connection

R&D project has started in 2013 with a question: “Can we analyse steel joints in a more precise and general way?”

We know the answer today: “YES, we can!”

Research and development team was formed by core employees of IDEA RS and academic staff from two Czech universities.

Our technical background:

– Long-term experience with development of component method (CM)

– Practical experience with design of steel structures

– Proven professional experience with FEM and SW development

The goal was to develop a method and tools for analysis and check of steel joints of general shapes and loadings.

New CBFEM method is:           

general so that it is useable for most of joints, anchors, and details used in building practice

simple and fast so that it provides results in time comparable with currently existing methods and tools

comprehensible so that structural engineer gets clear information about joint behaviour, stress, strain and reserves of individual components and about overall safety and reliability

verifica calcolo cbfem

Method of the material with ideal elastic / plastic diagram                     Test of the new model CBFEM

The results of all tests performed to confirm the safety and reliability of the CBFEM method and IDEA StatiCa Connection are published and available. Professor Wald and his team published the book "Benchmark cases for Advance Design of structural steel connections", dedicated to the design of structural steel connections using the CBFEM method.

VALIDATION DOCUMENT FOR IDEA STATICA 

IDEA Steel Connection

Benchmark cases for advanced design of structural steel connections

DOCUMENTO DI VALIDAZIONE DEL SOFTWARE IDEA STATICA

DOCUMENTO DI VALIDAZIONE DEL SOFTWARE IDEA STATICA

THEORETICAL DOCUMENT FOR THE SOFTWARE VALIDATION

validazione del software

 

PRESENTATION OF THE PROJECT - THE CREATION OF IDEA CONNECTION

presentazione software strutturale

 

INTRODUCTION TO THE NEW MODEL OF FEM CALCULATION CBFEM

CALCOLO ELEMENTI FINITI

 

PRESENTATION OF THE NEW MODEL OF CALCULUS USING FINITE ELEMENTS BASED ON COMPONENTS

validazione del software strutturale

 

Column base: Open section column - verification example from Czech universities

Verification example from Czech universities

 

IDEA StatiCa Steel also performs the complete design of steel structural members and details.

Beams, columns, frames. EN 1993-1-1 plus National Annexes, SIA 263. Comprehensive ULS/ SLS code checks including deflections. Flexural and lateral-torsional buckling. Interaction of all internal forces N/ Vy/ Vz/ Mx/ My/ Mz. Unique FE calculation of cross-section properties and stress distribution.

SECTION ANALYSIS

BEAMS

COLUMNS

Members can be divided into design groups for which a certain check parameters can be set. For example, a design group can be made of all members with identical cross-section. Steel can work with the whole structure, certain design group or with a single member. Structured results can be accessed in the Main window. Brief results for current member are displayed in the Info window.

 Advantages

  • Works with the whole structure, certain part of it or a single member
  • Member details in uncoiled view
  • Short, structured outcome or a detailed protocol
  • Quick check of all the members and detailed analyses of each of them where needed
  • Important information always visible on the screen, further details easily accessible.
  • Speed – use of multi-core and 64-bit processors possible.
  • Import from “large” static programs
  • Flexible report.

Software strutturale per l'acciaio

 

IDEA StatiCa Steel is used by engineers dealing with members/details of steel structures. Designing is based on internal forces model created either in IDEA StatiCa or imported from FEA programs like Midas, Axis VM, SCIA Engineer and others.

software BIM per l'acciaio

 

  • Complete design of structural members and details
  • Beams, columns, frames
  • General cross-section/wide range of rolled and welded sections
  • Straight/ curved, prismatic/ tapered
  • EN 1993-1-1 plus National Annexes, SIA 263
  • Strength and stability steel member design/ check
  • Comprehensive ULS/ SLS code checks including deflections
  • Flexural and lateral-torsional buckling
  • Interaction of all internal forces N/ Vy/ Vz/ Mx/ My/ Mz
  • Optimization of cross-sections
  • Advanced FE calculation of cross-section properties and stress distribution
  • Unique analysis of shear stress from shear forces and torsion
  • BIM compliant – interface to various 3D FEA software

 

CSS - CROSS-SECTIONAL ANALYSIS

Analisi sezione acciaio, Unioni acciaio, collegamenti in acciaio, unioni acciaio, giunzioni acciaio, nodi acciaio

  • Massive, thin-walled or mixed cross-section of any shape
  • Import of the shape from DXF
  • More cross-section components, each of different material
  • Number of openings in cross-section is not limited
  • Relative references between components, easy corrections and design
  • FE analysis of cross-sectional properties and stress distribution
  • Unique calculation of stress caused by shear and torsion
  • Graphical presentation of shear flow
  • Input of design matrices representing extreme sets of internal forces
  • More cross-sections can be checked for different design matrixes
  • Analysis of normal, shear and HMH stress
  • Envelopes of shear stress for the whole design matrix

 

STEEL BEAM

Trave in acciaio, Unioni acciaio, collegamenti in acciaio, unioni acciaio, giunzioni acciaio, nodi acciaio

  • Single span or continuous beam, cantilevers
  • Straight or curved in plane
  • Elevation in vertical plane
  • Standard or general cross-sections
  • Tapered beams in any span
  • Point, moment and line loads
  • Complete ULS and SLS combinations according to EN 1990
  • 1xA4 or more detailed output report
  • Design according to EN 1993-1-1, SIA 263
  • Proper description of LTB conditions
  • Complete ULS and SLS checks
  • Optimal dimensions of cross-section
  • Bill of material
  • 1xA4 or more detailed output report

 

STEEL COLUMN

Pilastro in acciaio,Unioni acciaio, collegamenti in acciaio, unioni acciaio, giunzioni acciaio, nodi acciaio

  • Column with one or two corbels
  • Free, fixed or flexible supports
  • Standard or general cross-sections of any shape
  • Forces and moments at the end or on corbels
  • Complete ULS a SLS combinations according to EN 1990
  • Design according to EN 1993-1-1, SIA 263
  • Proper description of flexural buckling and LTB conditions
  • Calculation of buckling coefficients
  • Complete ULS and SLS checks
  • Optimal dimensions of cross-section
  • Bill of material
  • 1xA4 or more detailed output report

DEA connection can model unions with any geometry, modeling can start from scratch, from pre-set templates or from user-created templates, or you can import geometry from structural programs. Modeling is easy, fast and intuitive as it occurs through production operations such as those used in the construction and assembly of real steel structures. Furthermore, the models for connecting single elements are parametric.

Geometry  of  joint,  manufacturing  operations

  • 3D geometry, rolled, welded or cold formed cross-sections
  • Model of a joint is created by operations according to real-life manufacturing
  • All steel plates have precise shapes which can be used for drawings or in CAD/CAM

Operazioni di produzione

Watch the tutorials dedicated to production operatins!

Parametric templates to connect the element

The models to connect the single elements are parametric, therefore the designing tool of the single connection is even more quick and efficient.

The applied models can adapt their entities (dimension of the plate, position of bolts, etc.) istantly according to dimensions and sections.

connessioni in acciaioconnessioni in acciaio

 

Bolted joints

  • Frame joints, truss joints. Can be combined with all welded joints.
  • Interaction of more connections in one joint.
  • End plate, splices, gusset plate, cleat.
  • Modello unico di bulloni in trazione e taglio.
  • Check of each bolt using component method
  • Analysis of  standard and preloaded bolts.
  • Fori asolati: i bulloni non prendono sforzi di taglio.

I bulloni e le saldature sono modellate come elementi speciali con diagramma sforzo-deformazione  predefinito. Per i componenti della connessione è stato sviluppato un vincolo di interpolazione unico. Il modello di analisi delle saldature è elasto-plastico e quindi molto accurato.

Every single bolt and weld is checked in detail.  The model of bolts and welds is patented.

Unioni bullonate

Unioni bullonate

Rappresentazione delle forze di trazione Ft  nei bulloni.

Welded joints

  • 3 types of welds: continuous, partial, intermittent
  • Frame joints or Truss joints.
  • Optimization of stiffener positions
  • Welds checking

Saldatura intermittenteSaldatura parziale

Intermittent weld                                                          Partial weld

Base plates

NEWS! IDEA StatiCa partners with Hilti to implement CBFEM in PROFIS Engineering Suite

  • 2D or 3D loading (all internal forces: N, Vy, Vz, Mx, My, Mz).
  • Contact stress under base plate È analizzata la tensione di contatto sotto la piastra di base ed è calcolato lo sforzo medio nell’area efficace.
  • Verifica dei bulloni di ancoraggio, coni di rottura, verifica a taglio (acciaio, attrito, bulloni), giunto di malta secondo ETAG 001 (Annex C: Design Methods For Anchorages).
  • Shear check.
  • Check of anchors: è possibile aggiungere più griglie di ancoraggi generici (diverso materiale, dimensione, tipo di rondella) e più blocchi di calcestruzzo.

Piastre di base e ancoraggi

L’operazione di produzione Piastra di base o Griglia di ancoraggi può essere utilizzata anche per la verifica nel caso diverso dal collegamento a terra, come per esempio la verifica di tiranti o mensole.

Piastra di base o Griglia di ancoraggi

 

Reports, results

Results for all the components of the joint: all the plates, bolts, anchors, concrete blocks.

Report: Editable Brief / One page / Detailed, formulas and code reference for all the values.

How to export the 3D of the connection of IDEA Connection

Risultati, relazioni

  • Tutte le sezioni standard possono essere modificate a piacimento.
  • Rappresentazione grafica delle forze e dei momenti in 3D sul modello tridimensionale.
  • Rappresentazione grafica delle forze nei bulloni in 3D sul modello tridimensionale.
  • Aggiornamento automatico e dinamico della grafica al cambiamento dei dati, anche per quanto riguarda le forze e le relative frecce in 3D.
  • Il programma riconosce la tipologia di connessione e (se si vuole) propone in automatico il tipo di connessione.
  • Nello stesso progetto si possono inserire più connessioni e definire tutto separatamente. E’ anche possibile copiare i valori da una connessione all’altra (copia-incolla delle connessioni nello stesso progetto) e studiare varie tipologie di soluzioni da confrontare.
  • Analisi tensionale grafica sul modello 3D con mesh e colori.

Tutorial of Manufacturing Operations

Click on the image to open the video of the corrisponding Manufacturing Operation.

 

IDEA StatiCa partners with Hilti to advance anchor design technology with CBFEM

IDEA StatiCa s.r.o. and Hilti Group have entered into a software development agreement focusing on a component-based, finite element method (CBFEM) for anchoring/footing topologies to help improve workflow efficiency.

Hilti and IDEA StatiCa have entered into an agreement to further improve the speed and accuracy of steel-to-concrete connection analysis for structural engineers. With this development, Hilti and IDEA StatiCa strengthen seamless workflows and increase productivity and safety in construction projects.

The new software solutions will support structural engineers with advanced base plate design, weld, and stiffener design and finite element analysis.

 Oliver Glockner, Head of Application Software Product Management at Hilti said, “We see that connections and anchoring, as well as workflows, are getting more and more complex. We support structural engineers with the latest analysis technology to further help them improve their speed, accuracy, and processes.”

Watch the webinar...

IDEA StatiCa e Hilti partners

IDEA StatiCa e Hilti partners

New solution launched

To solve today’s/future challenges, a fundamentally new approach to steel-to-concrete connection analysis was needed. With Hilti’s knowledge in anchors and concrete and 10+ years of construction software experience combined with IDEA StatiCa’s knowledge in steel design and FEM, a unique solution for these problems has been developed.

The new approach is based on a robust finite-element solver with accurate material models as well as a unique description of the anchor behavior to allow a realistic design of the full connection. In addition, the two companies have been working together to solve challenges in the current design process such as multiple, manual data transfers; design assumptions that don’t fit together, such as rigid and non-rigid baseplate; and improving the management efficiency of changes across the workflow.

Early involvement and feedback of customers supported the improvements:

Marianne Johannsson, Structural Engineering Manager at Balco Group, said “Design of a plate (full connection including anchors, stiffeners, base plate, etc.) might take up to 4 hours plus 2 hours to create the report. PROFIS Engineering Suite could save us up to 50% of the time. We’ve been waiting for this!”

Per Jørstad, Structural Engineer at Sweco, said, “We can save up to 50% in time spent – from 2-6 hours to 1-2 hours – by doing all checks with one piece of software.”

“We believe that the new component-based finite element method (CBFEM) is the right approach to break the limits of anchoring/footing topologies while keeping safety first. We put the CBFEM into the core of our product, IDEA StatiCa Connection, and Hilti has integrated it in their new PROFIS Engineering Suite”, said Lubomir Šabatka, CEO di IDEA StatiCa.

IDEA StatiCa e Hilti partners

You can downloat the following example and open them with the demo release of the program:

Example 1

Example 2

You can change the project in the combo box on top left (see picture below) in the Navigator, because in one file there are more connection types.

esempio idea connection

INDEX

EXAMPLE 1 - 3D JOINT

EXAMPLE 2 - END PLATE

EXAMPLE 3 - COMPLEX FRAME

EXAMPLE 4 - TREE JOINT

SOME EXAMPLES

IMPORTATION FROM AXISVM

ANALYSIS  OF THE JOINT STIFFNESS

OTHER STEEL STRUCTURE EXAMPLES

 

EXAMPLE 1 - 3D JOINT 

Tutorial for the creation, the design and the verification of a tridimensional joint. 

Types of connctions, loads, verifications and the output in term of results are done using the software IDEA Connection.
 
Nodo telaio acciaio 3D
 

EXAMPLE 2 - END PLATE

Tutorial for the creation, the design and the verification of a connection with end plate.

Types of connctions, loads, verifications and the output in term of results are done using the software IDEA Connection.
 

EXAMPLE 3 - COMPLEX FRAME

Tutorial for the creation, the design and the verification of a complex frame.

Types of connctions, loads, verifications and the output in term of results are done using the software IDEA Connection.
 
 

EXAMPLE 4 - TREE JOINT

Tutorial for the creation, the design and the verification of a tree joint.

Types of connctions, loads, verifications and the output in term of results are done using the software IDEA Connection.
 

SOME EXAMPLES

Tutorial for the creation, the design and the verification of some different types of joints.

Types of connctions, loads, verifications and the output in term of results are done using the software IDEA Connection.
 

IMPORTATION FROM AXISVM

Tutorial with the passages from the AxisVm model of a steel frame to the design and verification of the joints with the software IDEA CONNECTION.

This passage, done thanks to the software IDEA StatiCa BIM, allows the import of geometry and loads of each node.

AXISVM+idea

ANALYSIS  OF THE JOINT STIFFNESS

Tutorial with the passages used for the stiffness analysis of a steel joint and for the construction of the Moment-Rotation diagram with the software IDEA CONNECTION. Examples of rigid, semi-rigid or pinned joints.

ANALYSIS  OF THE JOINT STIFFNESS

 

Customer projects who have used IDEA Connection for steel connection design and check

SBG&Partners - Biggi Guerrini ingegneria S.p.A.

Joints developed for the executive design of the Aimé Césaire International Airport of Martinique.

SBG&Partners - Biggi Guerrini ingegneria S.p.A.

nodi in acciaio


Ing. Bruno Boldrin

Non-standard connections check of reception and waste pretreatment building of a waste treatment plant in Pontedera (PI).

Ing. Bruno Boldrin

Ing. Bruno Boldrin


CED INGEGNERIA S.r.l.

Through IDEA Connection it was possible to check the joint under the load effects with the aim of minimising the weld and the thickness of the connecting plates; beyond that optimize the bolt assembly and the position of stiffeners.

CED INGEGNERIA S.r.l.CED INGEGNERIA S.r.l.

CED INGEGNERIA S.r.l.CED INGEGNERIA S.r.l.


Ing. Fabio Erbisti - INTECH Ingegneri Associati

Study of the seismic vulnerability of a building: corner joint check of an existing steel structure.

The shape of the base plate and the features of the stiffening plates, bolts, and welds have been deduced from the executive drawing and from the survey in place of the connection.

Ing. Fabio Erbisti - INTECH Ingegneri AssociatiIng. Fabio Erbisti - INTECH Ingegneri Associati

Ing. Fabio Erbisti - INTECH Ingegneri AssociatiIng. Fabio Erbisti - INTECH Ingegneri Associati


Ing. Alessandro Virgili

Design and check of non-standard connection of a tourist accommodation in Recanati (MC).

Ing. Alessandro Virgili Ing. Alessandro Virgili

Ing. Alessandro Virgili Ing. Alessandro Virgili


Ing. Marco Panzano - Cresco Group

Basic plate of the mega-columns of an office building and base plate of craneway of the machine for petrol coke's discharge.

Ing. Marco Panzano - Cresco GroupIng. Marco Panzano - Cresco Group


Ing. Marcello Ponzo - Zenit s.r.l.

Ing. Marcello Ponzo - Zenit s.r.l.

Connections of one of the seven structures built for the plant shutdown works (T/A 2019) of Esso oil refinery in Augusta (SR), owned by Sonatrach.

These structures will temporarily support some equipments for which maintenance and replacement of some members are planned. These structures will support considerable loads, from 165 to 315 tons each.

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Ing. Marcello Ponzo - Zenit s.r.l.


Ing. Pietro Dal Pont - Studio Dal Pont Mastioni

Design of structural steel connections of Helideck supporting structure for semi-submersible crane vessel (diameter is 28 m).

Structural design:        Ing. Pietro Dal Pont – Studio Dal Pont Mastioni (Milano)

Built by:                       Bayards BV

Structure:                    Helideck supporting structure for semi-submersible crane vessel

Checks under:             Eurocode

Utilizzo di Idea Connection in un importante progetto: Ellis and Moore – Heathrow

Ponte reticolare per il servizio permanente all’aeroporto di Heathrow

In questo progetto, IDEA Connection è stato utilizzato per l’analisi e la progettazione dei collegamenti di una struttura reticolare in acciaio realizzata con sezioni cave, che si trova nell’aeroporto Heathrow.

Il progetto della struttura principale è stato realizzato da Mott MacDonald, mentre l’appaltatore responsabile della costruzione era DHD Engineering, che ha assegnato a Ellis & Moore Consulting Engineers il progetto delle connessioni. In questo estratto dell'articolo di Alexander Bezas, ingegnere strutturista a Ellis & Moore, si è provato a spiegare quali sono state le parti più complesse di questo particolare progetto e come queste siano state risolte con successo grazie a IDEA Connection, mostrando come il metodo delle componenti implementato dall’Eurocodice sia quasi impossibile da applicare per questo caso particolare.

Classificazione dei giunti per il progetto manuale

In primo luogo, proveremo a spiegare la procedura da seguire quando una connessione complessa deve essere progettato manualmente. Useremo come esempio il giunto N che viene mostrato nella foto in basso, che è un giunto tridimensionale. Al fine di eseguire un calcolo corretto utilizzando il metodo delle componenti, dobbiamo riconoscere la configurazione rilevante nella Figura 7.1 dell’ Eurocodice.

Dalla geometria del collegamento possiamo vedere che lungo la direzione longitudinale contrassegnata con il rettangolo azzurro non vi è alcun problema. Può essere chiaramente classificato come un giunto N. I problemi iniziano in corrispondenza del piano obliquo! Così, alla fine abbiamo due coesistenti giunti: "N" con un giunto "Y".

Lungo questa direzione, il problema può essere facilmente visualizzato utilizzando lo screenshot del 3D realistico preso dal modello finale  di IDEA Connection, in basso. Per questa particolare configurazione non vi è una chiara guida nel codice. In questo caso, si ha bisogno sia di una consulenza di esperti sia di una corretta valutazione tecnica, se si sceglie di usare il metodo delle componenti. Come si vede nell'immagine del nodo in Idea Connection sono state inserite delle piastre per rafforzare il collegamento e raggiungere la resistenza richiesta. L'esistenza di questi rinforzi rende il collegamento non progettabile mediante l’applicazione del metodo delle componenti.

Una progettazione di successo con il metodo CBFEM

Queste limitazioni del metodo delle componenti non si applicano a CBFEM e IDEA Connection, semplicemente perché il nodo è modellato esattamente come è nella realtà e viene analizzato come elemento unitario in tutte le direzioni, con elementi finiti. Così, dopo che sono state applicate tutte le forze, il modello può essere risolto, sono calcolate tutte le forze interne che interagiscono nel nostro modello e siamo subito in grado di ottenere una rapida panoramica di tutte le verifiche dell’Eurocodice. La progettazione risulta verificata.

Un'altra caratteristica che rende il metodo CBFEM molto più efficace del metodo delle componenti è che questo flusso di lavoro è comune a tutti i tipi di connessione. Quindi, se per esempio sezioni rettangolari per qualche motivo sono state modificate in sezioni circolari o in sezioni di tipo I, non si deve prestare particolare attenzione. Questo non è il caso del metodo delle componenti che ha regole speciali per ogni tipo di sezione trasversale.

Una nota circa il progetto di connessioni nel Regno Unito

Potremmo tranquillamente dire che quando si tratta di progettazione di connessione in acciaio, gli ingegneri strutturisti seguono una determinata procedura che sembra essere una pratica comune nel Regno Unito. Al fine di progettare i collegamenti, i tecnici responsabili della progettazione di base della struttura forniscono markup come quello nella foto in basso. Per avere informazioni leggibili, le connessioni sono raggruppate. Poi, per ciascun gruppo viene creato un inviluppo di forze agenti. Questa procedura fornisce una sovraresistenza al collegamento che porta ad una progettazione sicura e che rende anche il flusso di informazioni più semplice tra le due parti. Il problema di questo approccio è che la richiesta di forza (almeno in questo caso particolare) è così grande che senza i rinforzi saldati agli elementi la connessione non sarebbe in grado di resistere alle forze previste.

Ciò significa che il progettista delle connessioni è a volte di fronte a un vicolo cieco, perché cambiare la dimensione dell'elemento non è una pratica accettabile e se succede deve essere adeguatamente giustificata. In questo caso particolare, IDEA Connection, era il solo modo per ottenere il disegno richiesto senza l'utilizzo di analisi FEM complessa e le insidie che seguono alla sua applicazione.

Progetto più economico grazie a IDEA Connection

Questa pratica comune che è stato descritta in precedenza, è stato utilizzata anche inizialmente in questo particolare progetto. L’inviluppo delle forze di progetto che è stato fornito inizialmente dagli ingegneri ha determinato un progetto molto antieconomico per i giunti  principali delle capriate. Come si può vedere nella foto sottostante, la progettazione preliminare/di fattibilità ha prodotto una connessione molto pesante per un congiunto con 8 elementi, che si trova nel bel mezzo dell’arco.

Dopo la comunicazione intermedia con i principali consulenti tecnici, le forze sono state modificate per produrre combinazioni più realistiche e disegni fattibili. Queste forze sono state utilizzate in IDEA Connection, e quindi è stato raggiunto un disegno più economico, con un numero di piastre utilizzate inferiori. Il risultato di questo nuovo approccio e della comunicazione tra le due parti è illustrato qui di seguito:

Conclusioni

La filosofia generale e le pratiche del software Idea Connections ha aiutato ad elaborare rapidamente connessioni complesse, che normalmente sarebbero state disegnate a mano. In IDEA Connection tutte queste connessioni sono diventate risolvibili, e non è necessaria nessuna considerazione speciale per analizzare un nodo come questo. Il flusso di lavoro è comune a tutte le geometrie.

Un'altra cosa importante è che aver progettato dettagli ragionevoli nelle connessioni ha portato a una riduzione dei costi di produzione e il montaggio delle capriate è stato relativamente facile.

Così il progetto è stato considerato un successo per tutte le parti ...

e la fase successiva del lavoro è stata effettuata dalla stessa squadra ...con sfide simili.

Estratto dell'articolo di Alexander Bezas, Ingegnere civile, Structural Engineer Senior presso Ellis e Moore Consulting Engineers

Altro caso studio: CEPS

IDEA Statica Connection ha contribuito a creare una nuova serie di pali a torre per energia elettrica in Repubblica Ceca.  

 

Il sistema di trasmissione di energia elettrica in Repubblica Ceca è gestito da CEPS. Esso sviluppa tutta la rete elettrica attraverso nuovi progetti e collabora anche con altri operatori del sistema di trasmissione in tutta Europa, contribuendo allo sviluppo del mercato elettrico.

Per la progettazione dei pali elettrici era necessaria una tipologia di giunti specifica. IDEA Statica Connection è stata in grado di risolvere la maggior parte dei nodi richiesti. In poche settimane è stato in grado di risolvere il 100% dei giunti necessari a CEPS per continuare con i suoi progetti.

Ecco alcuni dei collegamenti calcolati in IDEA StatiCa Connection:

Mr. Cenek Laub, responsabile del dipartimento di ingegneria del CEPS:

"Il mantenimento e lo sviluppo della rete elettrica di queste dimensioni è un compito molto impegnativo. Con IDEA Statica Connection la progettazione dei giunti è più facile e più veloce per noi”.

 

Price List

 PRODOTTO

 TIPO DI LICENZA

 PREZZO DI LISTINO

 IDEA Steel Expert

 IDEA Steel Enhanced

 Abbonamento trimestrale

 370 € + iva

 750 € + iva

 IDEA Steel Expert

 IDEA Steel Enhanced

 Abbonamento annuale

 990 € + iva

 1990 € + iva

 IDEA Steel Expert

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 Licenza permanente

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 IDEA Concrete Expert

 IDEA Concrete Enhanced

 IDEA Prestressing Expert

 IDEA Prestressing Enhanced

 Abbonamento trimestrale

370 € + iva

670 € + iva

890 € + iva

1190 € + iva

 IDEA Concrete Expert

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 IDEA Prestressing Expert

 IDEA Prestressing Enhanced

 Abbonamento trimestrale

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La licenza è di tipo online e può essere utilizzata anche su più computer.

MANUTENZIONE ANNUALE - SERVIZIO DI AGGIORNAMENTO

È possibile acquistare il servizio di manutenzione: con il canone di manutenzione annuale pari al 18.5% del prezzo di listino della licenza, è possibile ricevere tutti gli aggiornamenti rilasciati durante l’anno e l'assistenza per 12 mesi (telefonica, via e-mail o in remoto).

Il rinnovo del canone di manutenzione è automatico, ma è possibile richiederne l’annullamento entro un mese dalla data del rinnovo (come indicato nell’EULA, par. 8.2.).

AGGIORNAMENTI SINGOLI

Gli aggiornamenti alla nuova versione costano il 20% del prezzo di listino corrente della licenza.

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IDEA Steel Enhanced

IDEA Steel Expert

Connection

Applicazione per la verifica di connessioni in acciaio secondo Eurocodice, normativa americana, canadese, australiana, russa e cinese, indiana e di Hong Kong

  • Analisi di sforzo e deformazione
  • Analisi non lineare di profili e piastre in acciaio, verifica bulloni interazione trazione/taglio, ancoraggi (normativa aggiornata all’EN 1992-4), saldature
  • Carichi 2D/3D
  • Sezioni laminate, saldate a struttura mista, sottili formate a freddo
  • Tagli, irrigidimenti, rinforzi, nervature, aperture, flange, giunzioni, fazzoletti, piatti di rinforzo, coprigiunti, piastra di base, ecc.
  • Relazione completa e dettagliata con formule, distinta dei materiali, esportazione dei disegni 2D in .dxf

Beam, Column, Frame

Applicazioni per il progetto di elementi in acciaio come travi, pilastri, portali e sezioni in acciaio secondo l’Eurocodice.

Viewer

Strumento BIM per la condivisione dei modelli ed esportazione del 3D del nodo in .dwg

Code-check manager

  • Collegamenti BIM diretti con programmi FEA: SAP2000, Enexsys, AxisVM, RFEM, RSTAB, STAAD.Pro, SCIA Engineer, Robot, ETABS, NextFEM, Tekla Structural Designer, Diamonds, xiCube 4-10, SCADA Pro e ConSteel.

Plugin GRATUITI per esportare da Tekla Structures, Advance Steel e Revit (attraverso il Viewer)

Plugin aggiuntivi per PRO_SAP*, ModeSt*, IPERSPACE BIM*, Straus7**, MIDAS Gen**, Sismicad12**, CMP**, CDM DOLMEN** e Sargon**.

  • Collegamenti BIM diretti con programmi CAD: Tekla Structures, Advance Steel e Revit Structure.
  • Funzione “schizzi”
  • Connessioni acciaio-legno
  • Analisi della stabilità locale (buckling)
  • Analisi della rigidezza del nodo
  • Progettazione in capacità dei nodi in zona sismica
  • Resistenza di progetto dell’unione

CSS

Progetto e verifica di sezioni generiche

Member (versione BETA)

Applicazione per l’analisi dell’instabilità delle membrature e parti complesse di strutture.

Connection

Applicazione per la verifica di connessioni in acciaio secondo Eurocodice, normativa americana, canadese, australiana, russa e cinese, indiana e di Hong Kong

  • Analisi di sforzo e deformazione
  • Analisi non lineare di profili e piastre in acciaio, verifica bulloni interazione trazione/taglio, ancoraggi (normativa aggiornata all’EN 1992-4), saldature
  • Carichi 2D/3D
  • Sezioni laminate, saldate a struttura mista, sottili formate a freddo
  • Tagli, irrigidimenti, rinforzi, nervature, aperture, flange, giunzioni, fazzoletti, piatti di rinforzo, coprigiunti, piastra di base, ecc.
  • Relazione completa e dettagliata con formule, distinta dei materiali, esportazione dei disegni 2D in .dxf

Beam, Column, Frame

Applicazioni per il progetto di elementi in acciaio come travi, pilastri, portali e sezioni in acciaio secondo l’Eurocodice.

Viewer

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Code-check manager

  • Collegamenti BIM diretti con programmi FEA: SAP2000, Enexsys, AxisVM, RFEM, RSTAB, STAAD.Pro, SCIA Engineer, Robot, ETABS, NextFEM, Tekla Structural Designer, Diamonds, xiCube 4-10, SCADA Pro e ConSteel.

Plugin GRATUITI per esportare da Tekla Structures, Advance Steel e Revit (attraverso il Viewer)

Plugin aggiuntivi per PRO_SAP*, ModeSt*, IPERSPACE BIM*, Straus7**, MIDAS Gen**, Sismicad12**, CMP**, CDM DOLMEN** e Sargon**.

 

I plugin aggiuntivi prevedono un costo aggiuntivo rispetto al software IDEA Steel:

* per il plugin contattare la relativa casa madre del software

** per il plugin di Midas Gen, Straus7, Sismicad, CMP, CDM Dolmen e Sargon contattare Eiseko Computers.

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