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In RFEM gibt es die Möglichkeit, sich die Resultierende eines Schnittes beziehungsweise einer Freigabe ausgeben zu lassen. In diesem Beitrag soll geklärt werden, auf welchen Teil der Schnittfläche diese wirkt. Am einfachsten wäre es, die Resultierende auf ein Schnittufer der Fläche zu beziehen. Da jedoch ein Schnitt auch durch mehrere Flächen mit unterschiedlichen lokalen Koordinatensystemen verlaufen kann, ist die Aussage mittels Schnittufer nicht möglich.
In den Zusatzmodulen RF-/HOLZ Pro, RF-/HOLZ AWC und RF-/HOLZ CSA ist es möglich, die resultierende Verformung eines Stabes oder Stabsatzes zu berücksichtigen. Neben den lokalen Richtungen y und z steht die Option "R" zur Verfügung. Damit kann die Gesamtdurchbiegung eines Trägers den in den Normen angegebenen Grenzwerten gegenübergestellt werden.
Wird eine Holzverbindung wie in Bild 01 dargestellt ausgeführt, kann die aus der Verbindung resultierende Drehfedersteifigkeit berücksichtigt werden. Diese kann mit Hilfe des Verschiebungsmoduls des Verbindungsmittels und des polaren Trägheitsmomentes des Anschlusses unter Vernachlässigung der Fläche der Verbindungsmittel bestimmt werden.
Mit dem Zusatzmodul RF-/HOLZ Pro ist es möglich, für die Bemessung nach EN 1995-1-1 den aus der DIN 1052 bekannten Schwingungsnachweis zu führen. Dieser besagt, dass unter ständiger und quasi-ständiger Einwirkung die Durchbiegung am ideellen Einfeldträger einen Grenzwert (nach DIN 1052 6 mm) nicht überschreiten darf. Wenn man den Zusammenhang zwischen Eigenfrequenz und Durchbiegung für einen mit konstanter Streckenlast belasteten, gelenkigen Einfeldträger berücksichtigt, so resultiert aus den 6 mm eine Mindesteigenfrequenz von zirka 7,2 Hz.
Zu Kontrollzwecken ist es in RFEM möglich, sich in Schnitten eine resultierende Schnittgröße ausgeben zu lassen. Zur Erläuterung wurde in diesem Beispiel das Biegemoment ausgewählt.
Mit RFEM lassen sich Stab- Flächen- oder Volumenlasten resultierend aus Bewegungen generieren. Somit können beispielsweise Brems- oder Beschleunigungskräfte aus geradlinigen Bewegungen oder aus Drehbewegungen am System automatisch generiert werden.
In RFEM 5 und RSTAB 8 kann die resultierende Lagerkraft bezogen auf den Schwerpunkt des Modells ausgegeben werden. Dies kann beispielsweise zur Kontrolle der Struktur- und Lastdaten dienen.
Üblicherweise werden die abhebenden Kräfte an einem Tragwerk, die zumeist aus den Windlasten oder einer dynamischen Berechnung resultieren, mit Zugankern in den Baugrund geleitet.
Mit RF-/FUND Pro können Sie die zulässige Ausmittigkeit der Sohldruckresultierenden überprüfen. Dieser Nachweis ist gemäß DIN EN 1997-1/NA mit den charakteristischen bzw. repräsentativen Beanspruchungen zu führen.
Im vorherigen Beitrag Biegedrillknicken im Holzbau | Beispiele 1 wurde die praktische Anwendung zur Ermittlung des kritischen Biegemomentes Mcrit beziehungsweise der kritischen Biegespannung σcrit für das Kippen eines Biegeträgers anhand von einfachen Beispielen erläutert. In diesem Beitrag wird das kritische Biegemoment unter Berücksichtigung einer elastischen Bettung, resultierend aus einem Aussteifungsverband, ermittelt.
Für den Nachweis der Tragfähigkeit einer Kehlnaht gibt die EN 1993-1-8 dem Anwender unter 4.5.3.3 ein vereinfachtes Verfahren in die Hand. Hiernach ist der Nachweis erbracht, wenn der Bemessungswert der einwirkenden Kraftresultierenden auf die Kehlnahtfläche kleiner als der Bemessungswert der Tragfähigkeit der Schweißnaht ist. Möchte man nun die Schweißnaht für ein Flächenmodell dimensionieren, wird man aus der Natur der FEM-Berechnungen mit einer Vielzahl von Ergebnissen konfrontiert. Im Folgenden soll daher aufgezeigt werden, wie man die Kraftkomponenten aus dem Modell bestimmen kann.
Um Ungenauigkeiten bezüglich der Lage von Massen in einem Antwortspektrenverfahren zu berücksichtigen, geben die Normen zur Erdbebenbemessung Regeln vor, welche sowohl im vereinfachten als auch im multimodalen Antwortspektrenverfahren angewendet werden müssen. Diese Regeln beschreiben folgende generelle Vorgehensweise: die Geschossmasse soll um eine gewisse Exzentrizität verschoben werden, woraus ein Torsionsmoment resultiert.
In der gängigen Literatur werden die Formeln zur händischen Schnittgrößen- beziehungsweise Verformungsberechnung meist ohne Berücksichtigung der Schubverformung angegeben. Speziell im Holzbau werden die Verformungen resultierend aus der Querkraft dadurch oftmals unterschätzt.
Bei Kontrollrechnungen und Vergleich der Schnittgrößen und der daraus resultierenden erforderlichen Bewehrung von Unterzügen tauchen teilweise große Unterschiede auf. Obwohl dieselben Lastannahmen und Stützweiten angesetzt werden, geben einige Programme beziehungsweise die Handrechnung stark abweichende Schnittgrößen gegenüber dem FEM-Modell aus. Die Unterschiede treten auch bereits beim zentrischen Stab auf und ohne Berücksichtigung der Schnittgrößenanteile aus den gegebenenfalls mitwirkenden Plattenbreiten.
Mit RF-FUND Pro können optional Setzungen der Einzelfundamente und daraus resultierende Federsteifigkeiten der Knotenlager ermittelt werden. Diese Federsteifigkeiten können in das RFEM-Modell exportiert und für weiterführende Analysen genutzt werden.
- 001555
- Modellierung | Loading
- RFEM 5
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- RSTAB 8
- RF-HOLZ AWC 5
- HOLZ AWC 8
- RF-HOLZ CSA 5
- HOLZ CSA 8
- RF-HOLZ Pro 5
- HOLZ Pro 8
- RF-JOINTS Holz | Holz zu Holz 5
- JOINTS Holz | Holz zu Holz 8
- RF-JOINTS Holz | Stahl zu Holz 5
- Stahl zu Holz 8
- RF-LIMITS 5
- LIMITS 8
- RF-LAMINATE 5
- Holzbau
- Laminat- und Sandwichtragwerke
- Statik und Tragwerksplanung
- Finite-Elemente-Berechnung
- Stahlverbindungen
- Eurocode 0
- Eurocode 5
- ANSI/AISC 360
- SIA 260
- SIA 265
Neben der Bestimmung der Lasten gibt es für die Bemessung im Holzbau hinsichtlich der Lastkombinatorik ein paar Besonderheiten, die berücksichtigt werden müssen. Anders als zum Beispiel im Stahlbau, bei dem die größte Beanspruchung aus allen ungünstigen Einwirkungen resultiert, sind im Holzbau die Festigkeitswerte abhängig von der Lasteinwirkungsdauer und der Holzfeuchte. Auch für den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit gilt es, besondere Merkmale zu berücksichtigen. Welche Auswirkungen dies auf die Bemessung der Holzbauteile hat und wie dies in RSTAB und RFEM umgesetzt werden kann, wird nachfolgend erläutert.
Bestimmung des Kraftbeiwertes und der resultierenden Stablasten für ebene Fachwerke aus der Windlast
Für ein einfaches Beispiel eines Fachwerkbinders soll gezeigt werden, wie die Windbelastung in Abhängigkeit von der Völligkeit des Fachwerkes ermittelt werden kann.
Nach dem Ausführen der Analyse in RF-/STAHL AISC können die Eigenformen für die Stabsätze grafisch in einem separaten Fenster betrachtet werden. Select the relevant set of members in the result window and click the [Mode Shapes] button.
Die Zusatzmodule RF-PIPING und RF-PIPING Design ermöglichen die Bemessung von Rohrleitungen nach EN 13480-3 [1], ASME B31.1 und B31.3. Für die Euronorm werden die Spannungen im Rohr basierend auf den Formeln des Kapitels 12.3 Elastizitätsanalyse ermittelt. Je nach Spannungsart sind ein oder mehrere resultierende Momente unabhängig voneinander anzusetzen. Diese Differenzierung kommt beispielsweise bei der Ermittlung der Spannungen aufgrund gelegentlich wirkender Lasten vor.
Es gibt zwei Möglichkeiten, um in RF-/FE-BGDK exzentrische Knotenlasten anzugeben. Zunächst muss die Knotenlast an sich in der richtigen Richtung angesetzt werden. Danach muss entweder das resultierende Torsionsmoment oder die Exzentrizität angesetzt werden.
In diesem Beitrag werden anhand des Eurocodes zwei praktische Beispiele erläutert, bei denen die Reduktion von Kombinationen sinnvoll ist. Durch die große Anzahl der verschiedenen Nationalen Anhänge sowie unterschiedlichen Materialnormen (EC 2 bis EC 9) resultieren Anforderungen, die sich nicht mit den Grundlagen der Tragwerksplanung (EC 0) decken.
Mittels des Buttons [Zu zeigen...] kann angepasst werden, welche Bewehrungsmengen bei der Ausgabe der erforderlichen Bewehrung in Maske 2.2 gezeigt werden sollen. So können zum Beispiel zusätzlich zur Grundeinstellung resultierende Bewehrungsmengen ausgegeben werden, wie die Summe aus Längs- und Torsionslängsbewehrung oder die Summe aus Torsions- und Querkraftbügelbewehrung. Selbstverständlich kann der Umfang der voreingestellten Ergebnisausgabe auch reduziert werden.
RF-BETON Flächen bemisst Platten, Scheiben, Faltwerke und Schalen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit. Die aus dieser Bemessung resultierende Bewehrung kann in RFEM 5 grafisch an den Flächen der Struktur mittels Isolinien dargestellt werden. Zur Bewehrungsplanung kann es hilfreich sein, die Ergebnisse als Verlauf von Isolinien in eine DXF-Datei zu exportieren, um diese als Hintergrundfolie in einer CAD-Anwendung einzulesen.
Um die Steifigkeit der Gesamtkonstruktion korrekt abzubilden, kann der Schubverbund zwischen der Decke und dem Unterzug mittels der Linienfreigabe berücksichtigt werden. Mit dieser ist es möglich, eine Federkonstante zu definieren, und man erspart sich somit den Umweg eines Ersatzsystems mittels Kopplungsstäben. Die Federkonstante resultiert aus dem Verschiebungsmodul des Verbindungsmittels, welcher zum Beispiel nach EN 1995-1-1 oder auch ANSI/AWC NDS ermittelt werden kann.