RF-BETON Flächen Version 5

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3.1.2.2 Nichtlineare Nachweismethode

Nichtlineare Nachweismethode

Für die Nachweismethode Nichtlinear wird eine Lizenz des Zusatzmoduls RF-BETON NL benötigt. Diese Methode ist im Kapitel 2.8 beschrieben. Es wird eine physikalische und geometrische nichtlineare Berechnung durchgeführt.

Das nichtlineare Nachweisverfahren geht von einer Interaktion zwischen Modell und Beanspruchung aus, die eine eindeutige Schnittgrößenverteilung erfordert. Deshalb können nur Lastfälle und Lastkombinationen untersucht werden, keine Ergebniskombinationen (EK). Bei einer Ergebniskombination liegen zwei Werte pro FE-Knoten vor – Maximum und Minimum.

Die Schnittgrößen für die nichtlineare Untersuchung sind in der Regel nach Theorie II. Ordnung zu ermitteln.

Die Schaltfläche  öffnet einen Dialog, in dem die Nachweisparameter überprüft und bei Bedarf angepasst werden können. Dieser Dialog ist in die Register Extras und Materialkennwerte unterteilt.

Extras
Bild 3.12 Dialog Einstellungen für nichtlineare Berechnung, Register Extras
Optionen

Dieser Abschnitt steuert, welche Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit zu führen sind: Verformung, Rissbreiten sowie Beton- und Stahlspannungen. Mindestens eines der vier Kontrollfelder muss angehakt sein.

Des Weiteren kann festgelegt werden, ob der Einfluss von Kriechen und Schwinden bei der nichtlinearen Berechnung berücksichtigt werden soll.

Die genauen Vorgaben zu den einzelnen Nachweisen sowie zu Kriechen und Schwinden sind in Maske 1.3 Flächen zu treffen (siehe Kapitel 3.3.2).

Export der nichtlinearen Steifigkeit

Das Kontrollfeld Die nichtlineare Steifigkeit speichern steuert, ob die nichtlinear ermittelten Steifigkeiten auch für eine Berechnung in RFEM zur Verfügung stehen.

Die Steifigkeiten lassen sich Individuell für jeden bemessenen Lastfall exportieren. Im RFEM-Dialog Lastfälle und Kombinatorik bearbeiten kann dann jedem dieser Lastfälle die entsprechende Steifigkeit aus RF-BETON Flächen zugewiesen werden. RFEM ordnet dabei die Lastfälle automatisch zu. Bei der Option Passend zu Referenzlast ist in der Liste der maßgebende Lastfall festzulegen. In RFEM kann dann die aus diesen Lasten resultierende Steifigkeit allen Lastfällen zugeordnet werden, die definiert sind.

Die Berücksichtigung nichtlinearer Steifigkeiten in RFEM ist im Kapitel 7.3.1.3 des RFEM-Handbuchs beschrieben.

Einstellungen für Iterationsprozess

Die Vorgaben in diesem Abschnitt beeinflussen den Ablauf des nichtlinearen Bemessungsverfahrens. Nähere Erläuterungen finden Sie im Kapitel 2.8.2.4.

Bei der Änderung der Iterationsgenauigkeit ist darauf zu achten, dass die Maximale Anzahl der Iterationen größer ist als die Stelle im Berechnungsablauf, ab der zusätzlich das Verformungskriterium berücksichtigt wird. Über die Schaltfläche [Details] ist der RFEM-Dialog Berechnungsparameter zugänglich. Dort kann die Genauigkeit der Konvergenzschranke für die nichtlineare Berechnung angepasst werden.

Bei der nichtlinearen Berechnung wird die Fläche in sogenannte Schichten (Layer) aufgeteilt (siehe Kapitel 2.8.2.1). Die empfohlene Anzahl der Schichten liegt bei 10.

Das Konvergenzverhalten kann zudem über die Dämpfung beeinflusst werden: Die Dämpfung steuert, wie groß die Steifigkeitsänderung in den nachfolgenden Rechenschritten ist. Ist z. B. eine Dämpfung von 50 % vorgegeben, so kann die Änderung der Steifigkeit zwischen Schritt 2 und 3 höchstens 50 % der Steifigkeitsänderung sein, die sich zwischen Schritt 1 und 2 ergibt.

Materialkennwerte
Bild 3.13 Dialog Einstellungen für nichtlineare Berechnung, Register Materialkennwerte
Material-Kennwerte der Bewehrung

Das Kontrollfeld steuert, ob im plastischen Bereich der Spannungs-Dehnungslinie des Betonstahls mit einem ansteigenden oder mit einem horizontalen Ast gerechnet wird (siehe Kapitel 2.8.3.4).

Material-Kennwerte des Betons

In diesem Abschnitt sind die Spannungs-Dehnungslinien des Betons festzulegen, die für den Druckbereich und den Zugbereich gelten. Voreingestellt sind ein parabelförmiger Verlauf für Druck und Tension Stiffening für Betonzugspannungen.

Für Tension Stiffening (Berücksichtigung der versteifenden Wirkung des Betons in der Zugzone) können die Parameter zum Ansatz der Betonzugfestigkeit zwischen den Rissen in einem separaten Dialog festgelegt werden. Dieser ist über die Schaltfläche [Bearbeiten] zugänglich.

Bild 3.14 Dialog Einstellungen für Tension Stiffening

Änderungen bei den Parametern werden in den Diagrammen sofort grafisch dargestellt.

Der Ansatz von Tension Stiffening ist im Kapitel 2.8.3.3 beschrieben.

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