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Buch über FEM und RFEM

Finite Elemente in der Baustatik-Praxis: Mit vielen Anwendungsbeispielen

In diesem Buch für Ingenieure und Studenten erfahren Sie Grundlegendes zur Finite-Elemente-Methode praxisnah anhand von überschaubaren Beispielen, die mit RFEM berechnet wurden.

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Knowledge Base

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Rosengoldbrücke

9. September 2019

Studienarbeiten

von Daniel Dlubal, Marin Shera, Enea Tallushi, Roland Zellhuber

Technische Hochschule München, Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt, Prof. Dr.-Ing. Martin Mensinger
Verwendete Programme: RFEM, RF-STAHL EC3

Vier Studententeams der Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt der TU München haben unter der Leitung von Professor Martin Mensinger individuelle Entwürfe für eine Rad- und Fußwegbrücke in München entwickelt und der Öffentlichkeit präsentiert. Zu den Entwürfen gehörte auch die "Rosengoldbrücke" dazu. Diese Fuß- und Radwegbrücke überspannt die Schwere-Reiter-Straße und dient als schnelle Verbindung vom Olympiapark zur Maxvorstadt in München. Aufgrund des optischen Designs wurde eine über die Straße stützenfreie Brücke realisiert. Durch die filigrane Art ist es gelungen, möglichst viel Platz für die Gestaltung von Freiräumen bereitzustellen. Inspiriert von der Natur war die kreative Idee der Ingenieure eine auf einem Stein fallende Rose.

Arena Schloss Kaltenberg

29. August 2019

Studienarbeiten

Tragwerksplanung: Daniel Dlubal, Roland Zellhuber

Technische Universität München, Lehrstuhl für Tragwerksplanung, Prof. Dr.-Ing. Lars Schiemann, Dipl.-Ing. Ann-Kathrin Goldbach
Architekten: Iana Shcherbakova, Jan Simnovec, Philip Schneider
Verwendete Programme: RFEM, RF-FORMFINDUNG, RF-STAHL EC3, RF-STABIL, RF-HOLZ Pro, RF-LIMITS

Dieser Entwurf ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit von Studenten der Architektur und des Bauingenieurwesens an der Technischen Universität München.

Die Arena in Kaltenberg ist eine mittelalterliche Anlage direkt neben dem Schloss Kaltenberg, in der jedes Jahr mittelalterliche Festspiele stattfinden. Der Entwurf der Studenten würdigt den historischen Charakter des Bestandes.

Der Bestand weist an der nördlichen langen Seite der Arena bereits eine ältere überdachte Holzkonstruktion auf.

Eine simple, aber elegante Brettschichtholzkonstruktion, die über die Tribüne auskragt, wurde für den Entwurf gewählt, damit der Zuschauerbereich stützenfrei bleibt. Für die restliche Konstruktion wurde Stahl gewählt, das den natürlichen Charakter des Holzes unterstreicht.

ZWEI: Turmbauwerk in Form zweier Menschen

18. Februar 2019

Studienarbeiten

von Costa Dimisianos, Daniel Dlubal, Andreas Müller

Technische Hochschule Deggendorf, Fakultät Bauingenieurwesen und Umwelttechnik, Studiengang Bauingenieurwesen, Prof. Dr.-Ing. Florian Neuner, P.E.
Verwendete Programme: RFEM

Aufgabenstellung dieser Projektarbeit waren Entwurf, Konstruktion, Bemessung und Kalkulation eines Turmbauwerks in Form zweier Menschen. Dies haben die Studierenden auf unterschiedliche Arten gelöst.

Chancen und Herausforderungen von Tragwerksplanern durch Anwendung von BIM

23. Oktober 2018

Bachelorarbeiten

von Daniel Dlubal

Technische Hochschule Deggendorf, Fakultät Bauingenieurwesen und Umwelttechnik, Studiengang Bauingenieurwesen, Prüfer: Prof. Dr.-Ing. Parviz Sadegh-Azar, 96 Seiten
Verwendete Programme: RFEM

In vielen Ingenieurbüros im Bereich der Tragwerksplanung hat sich die Planungsmethode BIM noch nicht wirklich durchgesetzt. Dies hat mehrere Gründe, die in dieser Arbeit tiefergehend erläutert werden. Deshalb ist es auch das Ziel dieser Arbeit, die Chancen, Vorteile und Möglichkeiten von BIM in der baustatischen Berechnung von Gebäuden zu erarbeiten und exemplarisch darzustellen. Dabei werden die für den Statiker essentiellen Informationen einer Tragwerksberechnung aufgezeigt und gleichsam der Datenaustausch von CAD- zu Statikprogrammen ausführlich erklärt. Darüber hinaus wird auch auf die Herausforderungen, Hindernisse und Schwierigkeiten der Umsetzung von BIM eingegangen. Die Ableitung des statischen Systems eines BIM-Modells als einer der Problempunkte sowie die Anwendungsgrenzen der Arbeitsweise werden hierbei genauer untersucht.

Berechnung und Bemessung von Membrankonstruktionen mit FEM-basierter Software

20. Oktober 2017

Masterarbeiten

von Rostislav Lang

Hochschule Anhalt, Fachbereich Architektur, Facility Management und Geoinformation, Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. Robert Off, Zweitprüfer: Prof. Dr.-Ing. Kai-Uwe Bletzinger, 71 Seiten
Verwendete Programme: RFEM, RF-FORMFINDUNG, RF-ZUSCHNITT

Der Bau von Membrankonstruktionen ist einer der aktuellen Trends in Architektur und Bauingenieurwesen.
Die Formen können nicht frei gewählt werden, da sie den physikalischen Gegebenheiten entsprechen müssen und das für Seiltragwerke verwendete Material keiner Biegung oder Druck standhält. Daher müssen zugbeanspruchte Formen benutzt werden. Bei der Bemessung von Membrankonstruktionen ist das die erste Aufgabe, die es zu lösen gilt, auch als Formfindung bekannt. Hier müssen architektonische Anforderungen und physikalische Grundsätze zusammengebracht werden.
Nach dem Formfindungsprozess müssen in einer statischen Berechnung die Tragfähigkeit und die normenspezifischen Anforderungen sowie die Vorgaben des Investors überprüft werden. Die statische Antwort für solche Konstruktionen ist stark nichtlinear - und zwar sowohl was den Einfluss von geometrischen Veränderungen als auch das Materialverhalten betrifft.
Wenn alle Bedingungen erfüllt sind, kann die Konstruktion gefertigt werden. Um diesen Schritt zu ermöglichen, ist es notwendig Schnittmuster als Membrankonstruktionen mit doppelter Krümmung zu erstellen, und daher müssen sie mit einer gewissen Anzahl an ebenen Schnitten näherungsweise angegeben werden.
Die vorliegende Arbeit fokussiert sich auf all diese Schritte. Eine theoretische Einführung erfolgt im ersten Teil jedes Kapitels, dann werden praktische Beispiele gezeigt, um die genannten Behauptungen zu beweisen.

Zum Einsatz von Schubkerven und Stahlfaserbeton für Holz-Beton-Verbundkonstruktionen (HBV)

21. September 2017

Masterarbeiten

von Bastian Kuhn

Leibniz Universität Hannover, Institut für Massivbau, Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. Steffen Marx, Zweitprüfer: Prof. Dr.-Ing. Nabil A. Fouad, 217 Seiten
Verwendete Programme: RFEM

In dieser Arbeit wird die Bemessung von Holz-Beton-Verbundkonstruktionen behandelt. Beton als günstiger Baustoff dient der Aufnahme der Druckkomponenten. Er wird als Stahlfaserbeton gewählt. Das nichtlineare Tragverhalten des Stahlfaserbetons wurde hierbei gesondert betrachtet. Die Zugkraft im Verbundquerschnitt wird über das Holz abgetragen. Um die Schubkräfte zwischen diesen beiden Baustoffen anzuschließen wird eine Kerve in das Holz eingefräst.
Ziel dieser Arbeit ist, den Kraftverlauf während der Belastung des Tragwerks zu analysieren, um aktuelle Berechnungs- und Konstruktionsmethoden zu hinterfragen. Insbesondere die verwendete Bewehrung und die Verbindungsmittel sollen möglichst reduziert werden.

Numerische Modellierung von Stahlbetondecken

7. September 2017

Masterarbeiten

von Jakub Mikuła, Polen

Technische Universität Breslau, Fakultät für Bauingenieurwesen
Betreuer: dr inż. Jerzy Szołomicki
Verwendete Programme: RF‑BETON Deflect, RF‑BETON NL

Die Abschlussarbeit beschäftigt sich mit der vergleichenden Analyse von vier Stahlbetondeckenmodellen mit verschiedenen Geometrie- und Stützentypen. Der Verfasser hat die individuellen Modelle verglichen, indem er die folgenden Programme verwendet hat: Dlubal Software, ABC Płyta und Autodesk Robot Structural Analysis Professional. Der Fokus liegt auf dem Verformungsnachweis der Stahlbetondecke in gerissenem Zustand, wobei der Bewehrungs- uns Rissbreitengrad beobachtet wird.

Vergleich unterschiedlicher Nachweisverfahren zur Stabilität von Bauteilen im Stahlbau nach DIN EN 1993-1-1 hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit anhand der Bemessung eines Trogbauwerkes

31. August 2017

Masterarbeiten

von Johannes Rybakowski

HTWK Leipzig, Fakultät Bauwesen, Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Kerstin Hebestreit, zirka 70 Seiten
Verwendete Programme: RFEM, RF-DYNAM-PRO, RF-IMP, RF-STABIL, RF-STAHL Stäbe

Zum Führen von Standsicherheitsnachweisen im Stahlbau unter Berücksichtigung von Stabilitätsproblemen stehen unterschiedliche Nachweisverfahren zur Verfügung, welche aktuell grundlegend in DIN EN 1993-1-1 geregelt sind. Gegenstand dieser Masterarbeit ist eine vergleichende Betrachtung dieser Nachweismöglichkeiten hinsichtlich des Berechnungsaufwandes und der Wirtschaftlichkeit der Bemessungsergebnisse am Beispiel einer Trogbrücke als Fachwerkkonstruktion.
Ausgehend von einer Vorstellung der prinzipiellen Möglichkeiten zur Führung der Stabilitätsnachweise nach DIN EN 1993-1-1 werden diese auf die Nachweise des Obergurtes einer repräsentativen einfeldrigen Eisenbahn-Fachwerkbrücke in Trogbauweise ohne oberen Horizontalverband angewendet. Neben dem Entwurf und der Vorbemessung der wesentlichen Bauteile des Brückenüberbaus steht vor allem die Stabilitätsanalyse des Fachwerkobergurtes im Vordergrund dieser Arbeit. Diese Obergurtstabilität wird sowohl am räumlichen Gesamtmodell als auch an herausgelösten statischen Modellen untersucht.

Bemessung von Seiltragwerken

30. August 2017

Masterarbeiten

von Karol Szczotka, Polen

Schlesische Technische Universität, Abteilung für Baukunde
Betreuer: dr hab. inż., prof. nzw. Pol. Śl. Walentyński Ryszard
Verwendete Programme: RFEM 5, RF‑FORMFINDUNG

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit wird die statische Bemessung eines Membrandaches durchgeführt. Darüber hinaus beschreibt die Diplomarbeit die grundlegenden Aspekte der Bemessung von Seiltragwerken und die Probleme mit der CFD-Analyse von solchen Strukturen.

Berechnung eines Gebäudes mit Aussteifungen aus Mauerwerk und Stahlbeton

17. August 2017

Masterarbeiten

von Tomasz Cioch, Polen

Polytechnische Universität der Technologie Rzeszów, Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwesen, Abteilung für Bautechnik
Betreuer: dr inż. Lidia Buda-Ożóg
Verwendete Programme: RFEM, RF‑BETON Flächen, RF‑BETON Stützen, RF‑STANZ Pro

Das Thema dieser Diplomarbeit ist die Berechnung des Kernstücks und der Einfluss der Mauerelemente auf die gesamte Lastkapazität der Struktur. Das Gebäude wurde als ein Modell aus Stahlbeton bemessen, das aus 20 oberirdischen und 3 unterirdischen Stockwerken besteht.

Im Rahmen der Arbeit werden die Vorarbeit, die Berechnung und die statische Bemessung untersucht. Die Berechnung unterteilt sich in zwei Teile und beinhaltet 4 Varianten des Gebäudes. Die Statiksoftware RFEM wurde für die numerische Berechnung verwendet. Der Projektteil enthält die Berechnung von ausgewählten Elementen: Flachdecke, Stütze und eine gemauerte Wand. Die statische Berechnung wird durch entsprechende Zeichnungen ergänzt.

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Diplomarbeit mit Dlubal Software

„Ich möchte mich nochmals bei Dlubal für die Hilfe und Ratschläge sowie für die Bereitstellung der Software bedanken. Es hat mir wirklich Spaß gemacht mit dem Programm zu arbeiten und ich habe selbstverständlich auch einiges gelernt. Meine Diplomarbeit habe ich erfolgreich abgeschlossen und verteidigt.“

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