Das Register Bemessungsauflager und Durchbiegung ist im Bearbeitungsdialog eines Stabes oder Stabsatzes verfügbar, wenn die Bemessungseigenschaften des Objekts aktiviert sind (siehe Bild Bemessungseigenschaften eines Stabes aktivieren). Bemessungsauflager haben im Wesentlichen zwei Funktionen:
- Definition der Randbedingungen für den Nachweis "Druck rechtwinklig zur Faserrichtung"
- Segmentierung des Stabes oder Stabsatzes für den Durchbiegungsnachweis der Holzbemessung
Die Vorgaben für den Durchbiegungsnachweis von Flächen können Sie im Register Durchbiegung des Flächen-Bearbeitungsdialogs treffen.
Stäbe
Bemessungsauflager
Wie erwähnt, sind Bemessungsauflager für den Nachweis "Druck rechtwinklig zur Faserrichtung" am Auflager erforderlich. Spezifische Parameter für diesen Nachweis können Sie im Register Druck rechtwinklig zur Faserrichtung festlegen. Bemessungsauflager bieten ferner die Möglichkeit, Stäbe und Stabsätze für den Durchbiegungsnachweis zu segmentieren.
Bemessungsauflager können Sie nicht nur dem Stabanfang und Stabende zuweisen, sondern auch inneren Knoten. In der Tabelle sind deshalb Knoten des Typs 'Knoten auf Linie/Stab' sowie Standardknoten zwischen Stäben eines Stabsatzes automatisch voreingestellt.
Wählen Sie in der Liste ein Bemessungsauflager aus oder erzeugen mit der Schaltfläche
einen neuen Typ (siehe Bild Neues Bemessungsauflager). Mit der Schaltfläche
können Sie den selektierten Typ ändern, mit der Schaltfläche
ein bereits zugewiesenes Bemessungsauflager im Modell auswählen.
Der Dialog ist auf die Norm abgestimmt. Wenn Sie dem Stab oder Stabsatz ein Holzmaterial zugewiesen haben, ist der Typ Holz voreingestellt. Anderenfalls wählen Sie diese Option in der Liste aus.
Mit den beiden Optionen Aktiv können Sie steuern, für welche Richtungen (z-Achse und/oder y-Achse) ein Bemessungsauflager vorliegt. Ist der Stab beispielsweise um 90° gedreht, so können Sie das 'Lager in z/z'-Achse' deaktivieren und stattdessen für die y-Achse aktiv setzen.
Soll kein Nachweis "Druck rechtwinklig zur Faserrichtung" geführt werden, das Bemessungsauflager jedoch zur Segmentierung des Stabes oder Stabsatzes für den Durchbiegungsnachweis dienen, so deaktivieren Sie die Option Direkte Lagerung: Damit sind keine Eingaben zu Auflagergeometrie und Lage notwendig; das Auflager dient allein zur Segmentierung für den Verformungsnachweis. Alternativ könnten Sie auch den Bemessungsauflager-Typ 'Allgemein' auswählen, für den die Auflagerpressung nicht untersucht wird.
Die Lagerlänge ist immer auf den realen Balken bezogen. Sie wird – ausgehend vom statischen System bzw. vom Knoten – in der Dialoggrafik zur Hälfte in positiver x-Richtung des Stabes und zur Hälfte in negativer x-Richtung dargestellt.
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Durch die Option Lager vom Rand erkennt das Programm automatisch, ob ein Bemessungsauflager Druck- oder Zugkräfte erhält. Entsprechend wird nur im Fall von Druckkräften der Nachweis "Druck rechtwinklig zur Faserrichtung" geführt.
Wirkt ein Bemessungsauflager an einem Zwischenauflager, so haken Sie das Kontrollfeld Innenlager an. Je nach Bemessungsnorm geht diese Vorgabe in die Ermittlung der effektiven Auflagerfläche ein.
Mit der Option Querkraftabminderung wird der Querkraftnachweis am Auflager mit der maßgebenden Querkraft geführt. Dabei wird die Querkraft in einem bestimmten Abstand vom Lagerrand in der Bemessung berücksichtigt. Der Abstand ist von der Bemessungsnorm abhängig. Dies setzt voraus, dass die Kraft an an der gegenüberliegenden Seite der Lagerung wirkt, also in der Regel an der Trägeroberseite.
Sind die Querdruckspannungen zu groß, so können diese mit Verstärkungen durch Schrauben aufgenommen werden (nur für EN 1995-1-1 und direkte Lagerung). Haken Sie hierzu das Kontrollfeld Verstärkungselemente an. Im Register Verstärkungselemente können Sie dann die Eigenschaften der Vollgewindeschrauben definieren.
Mit dem Kontrollfeld Aktiv für Brandbemessung können Sie steuern, ob auch für den Brandfall der Nachweis der Auflagerpressung geführt werden soll.
Soll ein Bemessungsauflager für die Segmentierung nicht berücksichtigt werden, so deaktivieren Sie die Option Aktiv für Durchbiegungsbemessung.
Durchbiegungsnachweis
Segmente und Bezugslängen
Im rechten Dialogabschnitt des Registers Bemessungsauflager und Durchbiegung werden die Segmente aufgelistet, die sich durch das Zuordnen der Bemessungsauflager für die jeweiligen Richtungen des Durchbiegungsnachweises ergeben. Für jede Nachweisstelle in einem Segment wird die angezeigte Länge Lc als Bezugslänge für die Ermittlung des Grenzwerts verwendet.
Wenn Sie die automatisch ermittelten Bezugslängen ändern möchten (beispielsweise weil die Referenzlänge eines gekrümmten Stabes von der Segmentlänge abweicht), haken Sie das Kontrollfeld 'Benutzerdefinierte Längen' an. Die Werte sind dann editierbar. Diese benutzerdefinierten Längen werden aber nicht automatisch angepasst, falls Sie die Stablänge nachträglich im Modell ändern.
Grenzwerte für Träger und Kragträger
Die Grenzwerte der Durchbiegung für beidseitig gelagerte Träger und Kragträger werden in den Gebrauchstauglichkeitskonfigurationen verwaltet. Der entsprechende Grenzwert wird je nach Anordnung der Bemessungsauflager beim Nachweis für jedes Segment angesetzt: Ein Segment mit Bemessungsauflagern an beiden Seiten oder ohne Bemessungsauflager wird als Segmenttyp Träger angenommen, ein Segment mit einem Bemessungsauflager an einer Seite als Kragträger.
Nachweisrichtung
Legen Sie mit der 'Nachweisrichtung' fest, welche Ergebniswerte der Durchbiegung überprüft werden sollen. In der Liste stehen die lokalen Achsen y und z, die resultierende Durchbiegung sowie die lokalen Hilfsachsen y' und z' zur Auswahl. Die Segmente unterhalb passen sich entsprechend an.
Verschiebungsreferenz
Mit den Optionen der Liste 'Verschiebungsreferenz' können Sie die zu prüfenden Durchbiegungswerte für den Nachweis beeinflussen:
- Unverformtes System: Die lokalen Verformungswerte uy und uz werden direkt aus den Ergebnissen übernommen.
- Verformte Segmentenden: Die Durchbiegungswerte werden für den Nachweis um die Verformungswerte der Anfangs- bzw. Endknoten reduziert, sodass nur die lokalen Durchbiegungen überprüft werden.
Überhöhung
Sie können beim Nachweis für jedes Segment eine Überhöhung berücksichtigen und damit den Wert der Durchbiegung reduzieren. Die Überhöhung wird bei Träger-Segmenten als einwellige Form, bei Kragträger-Segmenten als linearer Verlauf angesetzt. Geben Sie die Überhöhung wc,z bzw. wc,y als positiven Wert ein, wenn sie entgegen der lokalen Stabachse z bzw. y vorliegt. Für den Nachweis der resultierenden Richtung erfolgt eine Umrechnung der Anteile der Überhöhung in die resultierende Richtung.
Beispiel: Im folgenden Bild wurde am Zwischenknoten Nr. 50 kein Bemessungsauflager definiert. Folglich wird vom Programm nur ein Segment erkannt und die Referenzlänge entspricht der Stablänge.
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Wird am Zwischenknoten ein Bemessungsauflager definiert, so werden zwei Segmente erkannt. Die Referenzlänge passt sich entsprechend an.
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Soll ein Segment nicht auf Verformung untersucht werden, so können Sie es über das Kontrollfeld deaktivieren:
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Verstärkungselemente
Dieses Register ist bei einer Bemessung nach EN 1995-1-1 verfügbar, wenn Sie im Register 'Basis' die Option Verstärkungselemente angehakt haben. Hier können Sie Vollgewindeschrauben definieren, die beim Nachweis "Druck rechtwinklig zur Faser" als Querdruck-Verstärkungselemente berücksichtigt werden.
Derzeit sind nur Verstärkungselemente des Typs 'Schrauben' möglich. Legen Sie die Festigkeiten und Schraubenlängen gemäß Herstellerspezifikation fest. Sie können auch die Eigenschaften von Verstärkungselementen verwenden, die Sie als Holzschrauben definiert haben. Nutzen Sie hierzu die entsprechende Option in der Liste.
Wählen Sie eine bereits definierte Holzschraube aus oder erstellen über die Schaltfläche
einen neuen Typ.
Im Abschnitt 'Geometrie in z-/y-Achse' legen Sie die Anzahl der Schrauben und ihre Anordnung fest.
Die Schrauben werden auf Hineindrücken und Knicken nachgewiesen. Zusätzlich erfolgt der Nachweis der Querdrucktragfähigkeit in der Ebene der Schraubenspitze. Der Lastausbreitungswinkel der 'Lastverteilung' kann linear unter 45° oder – wie in [1] beschrieben – nichtlinear berücksichtigt werden (siehe auch Dialoggrafik).
Flächen
Bei der Bemessung von Flächen im Grenzzustand der Tragfähigkeit werden die Spannungskomponenten untersucht. Die Nachweise basieren auf den Materialeigenschaften und Flächendicken. Für den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit hingegen sind flächenspezifische Angaben erforderlich. Sie können diese im Register Durchbiegung des Dialogs 'Fläche bearbeiten' vornehmen.
Flächentyp
Legen Sie mit dem Flächentyp fest, welche Grenzwerte der Durchbiegung beim Nachweis angesetzt werden. In der Liste stehen zwei Möglichkeiten zur Auswahl:
- Doppelt gelagert
- Kragträger
Die Grenzwerte sind im Dialog 'Gebrauchstauglichkeitskonfigurationen' für verschiedene Bemessungssituationen von Flächen mit ein- oder beidseitiger Lagerung hinterlegt.
Verschiebungsreferenz
Die Verschiebungsreferenz steuert, welches Bezugsmodell für den Nachweis der Verformungen dient. Die Liste enthät drei Auswahlmöglichkeiten:
- Verformte benutzerdefinierte Referenzebene: Wenn die Lager sehr unterschiedliche Verschiebungen aufweisen, sollten Sie eine geneigte Referenzebene für die nachzuweisende Verschiebung uz angeben. Definieren Sie die Ebene im Abschnitt 'Benutzerdefinierte Referenzebene' durch drei Punkte des unverformten Systems. RFEM ermittelt die Verformung der drei Definitionspunkte, legt die Referenzebene durch diese verschobenen Punkte und verwendet die bezogene maximale Verformung uz für den Nachweis.
- Parallelfläche an der Stelle des minimal verformten Knotens: Diese Option ist bei einer nachgiebigen Lagerung der Fläche zu empfehlen. Die maximale Verformung uz wird auf eine parallel zum unverformten System verschobene Referenzebene bezogen, die RFEM durch den Knoten mit dem kleinsten Verschiebungswert uz,min legt.
- Unverformtes System: Die lokalen Verformungen uz werden direkt aus den Ergebnissen übernommen und für den Nachweis verwendet.
Bezugslänge und Definitionstyp
Der Grenzwert der Durchbiegung ist von der Bezugslänge Lz abhängig. Bei den Definitionstyp-Optionen 'Nach maximaler Begrenzungslinie' und 'Nach minimaler Begrenzungslinie' (Voreinstellung) ermittelt RFEM die Länge des längsten bzw. kürzesten Randes aus der Flächengeometrie und stellt die Bezugslänge automatisch ein. Wenn Sie die Bezugslänge definieren möchten, wählen Sie in der Liste den Definitionstyp 'Manuell' aus und tragen dann den Wert ein.
Druck rechtwinklig zur Faser
Das Register Einstellungen für 'Druck rechtwinklig zur Faser' ist im Bearbeitungsdialog eines Stabes oder Stabsatzes verfügbar, wenn bei einem Bemessungsauflager eine Direkte Lagerung vorliegt. Hier können Sie die Auflagersituation eines räumlichen Systems für Knoten des Stabes oder Stabsatzes beschreiben, die ohne Knotenlager realisiert sind – beispielsweise Stäbe, die auf einem anderen Stab gelagert sind.
Die für den Nachweis "Druck rechtwinklig zur Faser" benötigte Druckkraft wird aus den Schnittgrößen der an den Knoten angeschlossenen Stäbe ermittelt.
Die Beschreibung ist in Arbeit.
