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Die Anfangssteifigkeit Sj,ini ist ein entscheidender Parameter zur Beurteilung, ob eine Verbindung als starr, verformbar oder gelenkig charakterisiert werden kann.
Im Add-On "Stahlanschlüsse" können Sie die Anfangssteifigkeiten Sj,ini nach Eurocode (EN 1993-1-8 Abschnitt 5.2.2) und AISC (AISC 360-16 Cl. B3.4) ermitteln, bezogen auf die Schnittgrößen N, My und/oder Mz.
Die optionale automatische Übertragung der Anfangssteifigkeiten ermöglicht deren direkte Übermittlung als Stabend-Gelenksteifigkeiten in RFEM. Danach wird die Gesamtstruktur neu berechnet und die resultierenden Schnittgrößen werden automatisch als Lasten in die Berechnung und Bemessung der Verbindungsmodelle übernommen.
Dieser automatisierte Iterationsprozess eliminiert die Notwendigkeit eines manuellen Exports und Imports von Daten, was den Arbeitsaufwand reduziert und potenzielle Fehlerquellen minimiert.
Achten Sie darauf, dass im Add-On Aluminiumbemessung die Festlegung der effektiven Längen eine wesentliche Voraussetzung für den Stabilitätsnachweis ist. Definieren Sie dazu im Eingabedialog Knotenlager und Knicklängenbeiwerte. Sie wollen die Knotenlager und resultierenden Segmente mit zugehörigem Knicklängenbeiwert übersichtlich dokumentieren? Zur Überprüfung der Eingabedaten nutzen Sie am besten die grafische Darstellung im Arbeitsfenster von RFEM/RSTAB. Dadurch können Sie die Bemessung auch ohne viel Aufwand jederzeit nachvollziehen.
Das Modell des Stahlanschlusses und die Ergebnisse kann als gesonderte Modelldatei abgespeichert werden
Die resultierenden Spannungen und die Ergebnisse des Stabilitätsnachweises (Anschlussbeulen) können in einer gesonderten Modelldatei dargestellt werden
Bei dem gespeicherten Modell kann an der Verbindung eine Verformungsanimation durchgeführt werden
Die Anschlussbauteile werden beim Speichern in Flächen und Stäbe umgewandelt
Sie wollen einen Stabilitätsnachweis im Add-On Stahlbemessung führen? Dann ist die Festlegung der Effektiven Längen absolut notwendig. Dazu definieren Sie im Eingabedialog Knotenlager und Knicklängenbeiwerte. Zur einfachen Dokumentation und zur nachvollziehbaren Überprüfung der Eingabedaten können Sie die Knotenlager und resultierenden Segmente mit zugehörigen Knicklängenbeiwerten auch grafisch im Arbeitsfenster von RFEM/RSTAB darstellen.
Bei RWIND Basic kommt ein numerisches CFD-Modell (Computational Fluid Dynamics) zum Einsatz, um mithilfe eines digitalen Windkanals Windströme um Ihre Objekte zu simulieren. Der Simulationsprozess ermittelt aus dem Strömungsergebnis um das Modell die spezifischen Windlasten, welche auf Ihre modellierten Strukturoberflächen einwirken.
Für die Simulation selbst ist ein 3D-Volumennetz verantwortlich. RWIND Basic führt dafür eine automatische Vernetzung auf Basis von frei definierbaren Steuerparametern durch. Für die Berechnung der Windströme stehen Ihnen in RWIND Basic ein stationärer und in RWIND Pro ein transienter Löser für inkompressible turbulente Strömungen zur Verfügung. Aus den Strömungsergebnissen werden je Zeitschritt resultierende Oberflächendrücke auf das Modell extrapoliert.
Mit dem Start der Analyse in der Anwendung von RFEM bzw. RSTAB stoßen Sie einen Stapelverarbeitungsprozess an. Dieser stellt sämtliche Stab-, Flächen- und Volumendefinitionen des Modells jeweils gedreht mit allen relevanten Beiwerten in den numerischen Windkanal von RWIND Basic. Zudem startet er die CFD-Analyse und gibt die resultierenden Oberflächendrücke für einen ausgewählten Zeitschritt als FE-Netzknotenlasten bzw. Stablasten in die jeweiligen Lastfälle von RFEM bzw. RSTAB wieder zurück.
Diese mit RWIND-Basic-Lasten versehenen Lastfälle sind berechenbar. Sie können sie außerdem mit anderen Lasten in Lastkombinationen und Ergebniskombinationen kombinieren.
Lassen Sie Ihr Modell präzise und schnell programmübergreifend analysieren sowie berechnen. Sobald Sie die Analyse in den Schnittstellenprogrammen starten, läuft ein Stapelverarbeitungsprozess ab. Dieser stellt sämtliche Stab-, Flächen- und Volumendefinitionen des RFEM- oder RSTAB-Modells jeweils gedreht und mit allen relevanten Beiwerten in den numerischen Windkanal von RWIND 2. Dort wird das Modell analysiert und die resultierenden Oberflächendrücke werden als FE-Netzknotenlasten bzw. Stablasten in die jeweiligen Lastfälle bei RFEM bzw. RSTAB zurückgebracht. Sie können diese mit RWIND-Lasten versehenen Lastfälle berechnen und einfach mit anderen Lasten in Lastkombinationen und Ergebniskombinationen zusammenführen.
Behalten Sie Ihre Ergebnisse immer im Blick. Neben den entstehenden Lastfällen in RFEM oder RSTAB (siehe nächster Abschnitt) stellen die Resultate aus der Aerodynamikbetrachtung in RWIND 2 das Strömungsproblem als Ganzes dar:
Druck auf Körperoberfläche
Druckfeld um Körpergeometrie
Geschwindigkeitsfeld um Körpergeometrie
Geschwindigkeitsvektoren um Körpergeometrie
Stromlinien um Körpergeometrie
Kräfte auf stabförmige Körper, die ursprünglich aus Stabelementen generiert wurden
Konvergenzdiagramm
Richtung und Größe des Strömungswiderstands der definierten Körper
Diese Ergebnisse werden in der Umgebung von RWIND 2 dargestellt und grafisch ausgewertet. Die Strömungsergebnisse um die Körpergeometrie in der Gesamtdarstellung sind eher unübersichtlich, wofür das Programm jedoch eine Lösung bereithält. Um Ihnen anschauliche Resultate zu präsentieren, werden hier zur Analyse frei verschiebbare Schnittebenen für die separate Darstellung der 'Volumenergebnisse' in einer Ebene ausgegeben. Entsprechend präsentiert das Programm Ihnen bei dem 3D-verzweigten Stromlinienergebnis neben einer statischen auch eine animierte Darstellung in Form von bewegten Linien oder Partikeln. Diese Option hilft, die Windströmung als dynamische Wirkung darzustellen. Sie können sämtliche Ergebnisse als Bild oder speziell für die animierten Ergebnisse als Video exportieren.
Durch die Integration von RF-/DYNAM Pro in die Hauptprogramme RFEM bzw. RSTAB lassen sich numerische und grafische Ergebnisse von RF-/DYNAM Pro - Nichtlinearer Zeitverlauf im Ausdruckprotokoll dokumentieren. Weiterhin sind alle RFEM-/RSTAB-Optionen der grafischen Darstellung verfügbar.Die Ergebnisse aus dem Zeitverlaufsverfahren werden in einem Zeitverlaufsdiagramm angezeigt.
Ergebnisse werden in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt und die numerischen Werte lassen sich in MS Excel exportieren.Ergebniskombinationen können exportiert werden, entweder resultierend aus einem einzelnen Zeitschritt oder die ungünstigsten Ergebnisse von allen Zeitschritten werden herausgefiltert.
Die nichtlineare Berechnung übernimmt die reale Netzgeometrie der ebenen, geknickten, einfach gekrümmten oder doppelt gekrümmten Flächenbauteile von dem ausgewählten Schnittmustersatz und ebnet dieses flächige Bauteil mittels der Minimierung der Distorsionsenergie unter Annahme eines definierten Materialverhaltens.
Vereinfacht beschrieben versucht diese Methode die Netzgeometrie in einer Presse unter Annahme eines reibungsfreien Kontakts zusammenzudrücken und den Zustand zu suchen, bei der die Spannungen aus der Verebnung im Bauteil in der Ebene im Gleichgewicht stehen. In dieser Anordnung wird ein Minimum an Energie und ein Optimum an Genauigkeit des Zuschnitts erreicht. Kompensation für Kett- und Schussfaden sowie Kompensation für Begrenzungslinien werden berücksichtigt. Dann werden die definierten Zuschläge an den Begrenzungslinien auf die resultierende ebene Flächengeometrie aufgebracht.
Features:
Minimierung der Distorsionsenergie im Ebnungsprozess für sehr genaue Zuschnitte
Anwendung für fast alle Netzanordnungen
Erkennung der Nachbarschnittmusterdefinitionen zur Erhaltung gleicher Längen
Beim Aufruf des Moduls sind die in RFEM definierten Materialien und Flächendicken voreingestellt. Die zu bemessenden Knoten werden zunächst automatisch erkannt, können aber auch durch den Anwender modifiziert werden.
Öffnungen im durchstanzgefährdeten Bereich können berücksichtigt werden. Diese Öffnungen sind entweder aus dem RFEM-Modell bekannt oder können zusätzlich in RF-STANZ Pro vorgegeben werden, so dass sie keinen Einfluss auf die Steifigkeit des RFEM-Modells haben.
Als Parameter der Längsbewehrung werden flächenweise die Anzahl und Richtung der Bahnen sowie die Betondeckung getrennt für Plattenober- und -unterseite festgelegt. In einer weiteren Eingabemaske werden alle anderen Details zu den Durchstanzpunkten definiert. Das Modul erkennt hierbei die Lage der Durchstanzpunkte und legt automatisch fest, ob es sich um einen Durchstanzpunkt in Plattenmitte, am Plattenrand oder in einer Plattenecke handelt.
Außerdem können Einstellungen zur Durchstanzlast, zum Lasterhöhungsfaktor β und zur vorhandenen Längsbewehrung getroffen werden. Optional können Mindestmomente für die Ermittlung der erforderlichen Längsbewehrung und eine Stützenkopfverstärkung aktiviert werden.
Zur leichteren Orientierung wird stets die Platte mit dem betrachteten Durchstanzpunkt dargestellt. Von dieser Maske aus kann auch die Bemessungssoftware des Dübelleistenherstellers HALFEN aufgerufen werden. Diesem Programm können alle Informationen, die aus RFEM bekannt sind, zur schnellen und komfortablen Weiterverarbeitung übergeben werden.
Die Eingabe der Geometrie erfolgt wie bei den anderen RX-HOLZ-Programmen anhand von Vorlagen. Durch die Wahl der Dachform wird die Grundgeometrie festgelegt welche dann benutzerspezifisch erweitert werden kann. Als Material kann die gewünschte Holzgüte aus einer Bibliothek ausgewählt werden. Zur Verfügung stehen alle nach EN 1995-1-1 und dem ausgewählten Nationalen Anhang festgelegten Materialgüten für Brettschichtholz, Nadelholz und Laubholz. Weiterhin besteht für den Anwender die Möglichkeit, eine Festigkeitsklasse mit benutzerdefinierten Materialkennwerten zu generieren und somit den Umfang der Bibliothek zu erweitern.
Da bei einem Aussteifungsverband auch Stahlquerschnitte verwendet werden, sind die gängigen Stahlsorten ebenfalls in die Datenbank integriert. Daher stehen für die Eingabe der Querschnitte auch gewalzte und geschweißte Profile zur Verfügung. Verbindungsmittelsteifigkeiten lassen sich in der Maske Verbindungen als Weg- und Drehfedersteifigkeiten berücksichtigen. Das Programm behandelt diese Steifigkeiten mit einer durch den Teilsicherheitsbeiwert geteilten Steifigkeit zur Bemessung der Tragfähigkeit und mit den Mittelwerten der Steifigkeit zur Bemessung der Gebrauchstauglichkeit. Die Belastung kann als resultierende Seitenlast (Ersatzlast) aus einer Binderbemessung direkt eingegeben werden.
Die Windbelastung erfolgt nach wie vor automatisch auf alle vier Seiten der Struktur. Zusätzlich können auch benutzerdefinierte Lasten z. B. Einzellasten aus Stützen (Knicklast) definiert werden. Entsprechend der generierten Belastung, erzeugt das Programm im Hintergrund automatisch die Kombinationen für Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Brandschutz. Die generierten Kombinationen können betrachtet und ggf. benutzerspezifisch angepasst werden.
Prüffähiges Ausdrucksprotokoll mit allen erforderlichen Nachweisen. Als Ausgabesprachen stehen viele Sprachen zur Verfügung u. a. Deutsch, Englisch, Französisch, Italienisch, Spanisch, Russisch, Tschechisch, Polnisch, Portugiesisch, Chinesisch, Niederländisch.
Die Eingabe von Geometrie, Material, Querschnitten, Einwirkungen und Imperfektionen erfolgt in übersichtlich strukturierten Masken:
Geometrie
Schnelle und komfortable Systemeingabe
Definition der Lagerbedingungen anhand verschiedener Lagertypen (Gelenkig, Gelenkig verschieblich, Eingespannt, Benutzerdefiniert, Seitliche Halterung am Ober- oder Untergurt)
Optionale Vorgabe einer Wölbbehinderung
Variable Anordnung von starren und verformbaren Auflagersteifen
Einfügen von Gelenken möglich
Kranbahnprofile
I-förmige Walzprofile (I, IPE, IPEa, IPEo, IPEv, HE-B, HE-A, HE-AA, HL, HE-M, HE, HD, HP, IPB-S, IPB-SB, W, UB, UC, weitere Reihen nach AISC, ARBED, British Steel, Gost, TU, JIS, YB, GB usw.) kombinierbar mit Profilverstärkung des Obergurts (Winkel oder U-Profil) sowie mit Schiene (SA, SF) oder Lasche mit benutzerdefinierten Abmessungen
Unsymmetrische I-Profile (Typ IU) ebenfalls kombinierbar mit Profilverstärkung des Obergurts sowie mit Schiene oder Lasche
Einwirkungen
Es lassen sich Einwirkungen aus bis zu drei gleichzeitig betriebenen Kranen erfassen. Im einfachsten Fall wählt man einen benutzerdefinerten Kran aus der Bibliothek. Die Eingaben können aber auch manuell erfolgen:
Anzahl der Krane und Kranachsen (maximal 20 je Kran), Achsabstände, Lage der Kranpuffer
Einordnung nach EN 1993-6 in Schadensklasse mit editierbaren dynamischen Beiwerten und nach DIN 4132 in Hubklasse und Beanspruchungsgruppe bzw. -klasse
Vertikale und horizontale Radlasten aus Eigengewicht, Hublast, Massenkräfte aus Antrieb sowie Lasten aus Schräglauf
Axiale Belastung in Fahrtrichtung sowie Pufferkräfte mit frei definierbaren Exzentrizitäten
Ständige und veränderliche Zusatzlasten mit frei definierbaren Exzentrizitäten
Imperfektionen
Der Imperfektionsansatz erfolgt in Anlehnung an die erste Eigenschwingungsform - wahlweise identisch für alle zu berechnenden Lastkombinationen oder individuell für jede Lastkombination, da sich die Eigenformen je nach Belastung auch ändern können.
Zur Skalierung der Eigenformen stehen komfortable Werkzeuge zur Verfügung (Ermittlung von Stichmaßen für Vorverdrehung und Vorkrümmung).
Umfangreiche und komfortable Optionen in den Eingabemasken erleichtern die Abbildung des statischen Systems:
Knotenlager
Die Lagerungsart jedes Knotens kann explizit bearbeitet werden.
Eine Wölbversteifung lässt sich an jedem Knoten definieren. Die resultierende Wölbfeder wird automatisch über die Eingabeparameter ermittelt.
Elastische Stabbettung
Liegt eine elastische Stabbettung vor, können die Federkonstanten manuell eingegeben werden.
Alternativ werden die vielfältigen Möglichkeiten zur Definition der Dreh- und Wegfeder aus einem Schubfeld genutzt.
Stabendfedern
RF-/FE-BGDK berechnet die Federkonstanten automatisch. Über Dialoge mit Detailbildern lassen die Kennwerte einer Wegfeder durch ein anschließendes Bauteil, einer Drehfeder durch eine anschließende Stütze oder einer Wölbversteifung (Typauswahl zwischen Stirnplatte, U-Profil, Winkel, angeschlossene Stütze, Trägerüberstend) vom Programm ermitteln.
Stabendgelenke
Wurden in RFEM/RSTAB noch keine Stabendgelenke für den Stabsatz definiert, kann man diese explizit für RF-/FE-BGDK festlegen.
Lastangaben
Die Knoten- und Stablasten für die ausgewählten Lastfälle und Lastkombinationen werden in separaten Masken verwaltet. Dort können sie einzeln bearbeitet, gelöscht oder ergänzt werden.
Imperfektionen
Die Imperfektionen werden automatisch von RF-/FE-BGDK durch eine Skalierung der niedrigsten Eigenform angesetzt.
Die Resultate der Knickuntersuchung sind sowohl in klar strukturierten Ergebnismasken als auch in anschaulichen Grafiken einsehbar. Zum anderen haben Sie durch die volle Integration von RSKNICK in RSTAB über das Ausdruckprotokoll die Möglichkeit, alle Ergebnisse bis ins Detail Ihren Bedürfnissen anzupassen.
Weiter können sämtliche Tabellen problemlos nach MS Excel oder in eine CSV-Datei exportiert werden. Ein Übergabemenü regelt hier alle notwendigen Exportangaben.
Automatische Ermittlung des Schnittgrößenverlaufs und Einordnung nach DIN 18800 Teil 2
Importmöglichkeit der Knicklängen vom Modul RF-STABIL/RSKNICK. Dabei ist eine komfortable grafische Auswahl der relevanten Knickfigur möglich
Optimierung der Querschnitte
Wahlweise Berechnung nach beiden vorgesehenen Nachweismethoden der DIN 18800 Teil 2
Automatische Ermittlung der ungünstigsten Bemessungsstelle auch für gevoutete Stäbe
Überprüfung der (c/t)-Grenzwerte nach DIN 18800 Teil 1
Nachweis beliebiger dünnwandiger RFEM-/RSTAB - bzw. DUENQ-Profile auf Druck und Biegung ohne Interaktion nach dem Verfahren Elastisch-Plastisch
Nachweis für I-förmige Walz- und Schweißprofile, I-ähnliche Profile, Kastenquerschnitte und Rohre auf Biegung und Druck mit Iteration nach dem Verfahren Elastisch-Plastisch
Klar gegliederte, nachvollziehbare Nachweise mit allen Zwischenwerten in Kurz- und Langfassung
Stückliste der Stäbe und Stabzüge
Möglichkeit zum direkten Export aller Ergebnisse nach MS-Excel