Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Verwendung von Glass für die Bemessung einer Treppe. Die Arbeit besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil beinhaltet einen umfassenden Überblick der statischen Lösungen für Glastreppen als Haupt- oder Nebenbaustoff. Der zweite Teil beschreibt die statische Berechnung und Bemessung einer Glastreppe, die den Anforderungen an Stabilität, Sicherheit, Ästhetik und Finanzierung entspricht.
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Autor
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Ondřej Simon
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Hochschule
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Tschechische Technische Universität Prag
Fakultät für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Stahl- und Holzbau |
Die Arbeit besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil beinhaltet einen umfassenden Überblick der statischen Lösungen für Glastreppen als Haupt- oder Nebenbaustoff. Der zweite Teil beschreibt die statische Berechnung und Bemessung einer Glastreppe, die den Anforderungen an Stabilität, Sicherheit, Ästhetik und Finanzierung entspricht.
Veranstaltung
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Knowledge Base
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Bei der globalen Berechnung wird die Steifigkeit, die anhand eines ausgesuchten Schichtaufbaus sowie einer bestimmten Glasgeometrie berechnet wird, jeder Fläche zugewiesen. Anschließend wird die Berechnung mit der Plattentheorie fortgesetzt. Dabei kann gewählt werden, ob der Schubverbund der Schichten berücksichtigt werden soll oder nicht.
Ist die lokale Berechnung eingestellt, kann eine 2D- oder 3D-Berechnung angegeben werden. Zweidimensionale Berechnung heißt, dass die Einscheiben- oder Verbundscheibenverglasung wie eine Fläche modelliert wird, deren Dicke basierend auf einer ausgewählten Aufbau- und Glasgeometrie berechnet wird (anhand der Plattentheorie). Der Schubverbund kann hier wie für die globale Berechnung optional berücksichtigt werden.
Während der dreidimensionalen Berechnung werden Volumen im Modell verwendet, die jeweils die Aufbauschichten ersetzen. Die Ergebnisse sind in diesem Fall genauer, aber die Berechnung kann auch zeitaufwendiger sein.
Isolierglas kann nur modelliert werden, wenn die lokale Berechnung ausgewählt wurde. Die Gasschicht wird immer wie ein Volumenelement modelliert, daher ist es notwendig, einzelne Isolierglasteile unabhängig von der umgebenden Struktur zu bemessen. Das ideale Gasgesetz (thermische Zustandsgleichung idealer Gase) wird für die Berechnung berücksichtigt und die Theorie III. Ordnung angewandt.
Im Zusatzmodul werden die zu bemessenden Flächen ausgewählt (z. B. per Pick-Funktion). Die Geometrie der Glasscheibe wird, genauso wie die Lasten, aus dem RFEM-Modell importiert.
Anschließend ist zu entscheiden, ob die Berechnung ohne den Einfluss der Umgebungsstruktur (lokale Berechnung) oder unter Berücksichtigung dieses Einflusses (globale Berechnung) stattfinden soll. Wird die Berechnungsart Lokal eingestellt, so wird jede für die Bemessung ausgewählte Fläche vom Modell abgelöst und einzeln berechnet.
Bei der Berechnungsart Global wird die Gesamtstruktur einschließlich eingegebener Glasscheiben berücksichtigt. Sämtliche Daten zum Glasschichtaufbau und den Glaseigenschaften der einzelnen Schichten werden in den Eingabemasken von RF-GLAS festgelegt. Es können die Schichttypen Glas, Folie und Gas ausgewählt werden. Das gewünschte Material kann direkt aus der Bibliothek, die eine große Anzahl an Materialien enthält, übernommen werden.
Alle Parameter der einzelnen Schichten können einschließlich ihrer Dicken bearbeitet werden. Zudem können etliche unterschiedliche Schichtaufbauten in RF-GLAS angelegt werden, sodass verschiedene Glasarten zusammen bemessen werden können.
Bei Isolierverglasung können äußere Lasten sowie Lasten aus Temperatur, atmosphärischem Druck und Höhenänderungen für die Berechnung berücksichtigt werden. Diese Lasten werden in RF-GLAS auf der Grundlage von klimatischen Lastparametern automatisch berechnet. Wurde die lokale Berechnungsart ausgewählt, so müssen Linienlager, Knotenlager und Randstäbe der Flächen in RF-GLAS festgelegt werden. Diese Lager und Stäbe werden nur in RF-GLAS berücksichtigt und beeinflussen das in RFEM erstellte Modell nicht.
Nach der Berechnung werden die Ergebnisse in übersichtlichen Ergebnisfenstern angezeigt. Mit einem Blick lässt sich der maximale Ausnutzungsgrad erkennen. Das Spannungsdiagramm hinsichtlich der Schichtaufbaudicken wird dort ebenso dargestellt.
Darüber hinaus zeigt RF-GLAS eine Stückliste an, für Isolierverglasung zudem den Gasdruck. Die Ergebnisse können grafisch im RFEM-Modell dargestellt werden.
Sowohl die Eingabe- als auch die Ergebnistabellen von RF-GLAS können einschließlich Grafiken in das Ausdruckprotokoll von RFEM eingebunden werden. Es ist außerdem möglich, sämtliche Tabellen nach MS Excel zu exportieren.
Hauptprogramm
Statiksoftware für die Finite-Elemente-Berechnung (FEM) von ebenen und räumlichen Tragwerken aus Platten, Wänden, Schalen, Stäben (Balken), Volumenkörpern und Kontaktelementen
Hauptprogramm
Die neue Generation der 3D-FEM-Software dient der statischen Berechnung von Stäben, Flächen und Volumen.
Zusatzmodul
Bemessung von Einscheiben-, Verbund- und Isolierverglasung
Add-On
Mit dem Add-On Strukturstabilität werden Stabilitätsuntersuchungen durchgeführt. Es ermittelt kritische Lastfaktoren und die dazugehörigen Stabilitätsfiguren.
Add-On
Mit dem Add-On Analyse von Bauzuständen (CSA) kann in RFEM der Bauablauf von Strukturen (Stab-, Flächen- und Volumentragwerke) berücksichtigt werden.
Add-On
Das Add-on Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) ermöglicht die Berücksichtigung der Querschnittsverwölbung als zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Berechnung von Stäben.
Add-On
Das zweiteilige Add-On Optimierung & Kosten / CO2-Emissionsabschätzung findet für parametrisierte Modelle und Blöcke über die Künstliche-Intelligenz-Technik (KI) der Partikelschwarmoptimierung (PSO) passende Parameter zur Einhaltung üblicher Optimierungskriterien. Außerdem schätzt dieses Add-On die Modellkosten bzw. CO2-Emissionen durch Vorgabe von Stückkosten bzw. -emissionen je Materialdefinition für das Strukturmodell ab.
Add-On
Das Add-On Spannungs-Dehnungs-Berechnung führt einen allgemeinen Spannungsnachweis, indem vorhandene Spannungen berechnet und mit den Grenzspannungen verglichen werden.
Add-On
Das Add-On Betonbemessung ermöglicht verschiedene Nachweise nach internationalen Normen. Es lassen sich Stäbe, Flächen und Stützen bemessen sowie Durchstanz- und Verformungsnachweise führen.
Add-On
Das Add-On Stahlbemessung führt die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Stäben aus Stahl nach verschiedenen Normen.
Add-On
Das Add-On Holzbemessung führt die Tragfähigkeits-, Gebrauchstauglichkeits- und Brandschutznachweise für Holzstäbe nach verschiedenen Normen.
Add-On
Das Add-On Aluminiumbemessung führt die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Stäben aus Aluminium nach verschiedenen Normen.
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Add-On
With the RFEM Steel Joints add-on, you can analyze steel connections using an FE model. Dabei läuft die Modellbildung vollständig automatisiert im Hintergrund und ist für Sie über die einfache sowie gewohnte Eingabe von Komponenten steuerbar.
Hauptprogramm
Das moderne 3D-Statikprogramm eignet sich für die statische und dynamische Berechnung von Stabtragwerken und die Bemessung von Beton, Stahl, Holz usw.
Add-On
Das Add-On Strukturstabilität führt Stabilitätsuntersuchungen von Strukturen durch.
Add-On
Das Add-on Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) ermöglicht die Berücksichtigung der Querschnittsverwölbung als zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Berechnung von Stäben.
Add-On
Das Add-On Spannungs-Dehnungs-Berechnung führt einen allgemeinen Spannungsnachweis, indem vorhandene Spannungen berechnet und mit den Grenzspannungen verglichen werden.
Add-On
Das Add-On Betonbemessung ermöglicht die Bemessung von Stäben und Stützen nach internationalen Normen.
Add-On
Das Add-On Stahlbemessung führt für Sie die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit für Stäbe nach unterschiedlichen Normen.
Add-On
Das Add-On Aluminiumbemessung führt die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Stäben aus Aluminium nach verschiedenen Normen.
