Bemessungsauflager und Durchbiegung

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). Hier können Sie die objektbezogenen Parameter festlegen, die den Nachweis örtlicher Lasteinleitung bei kaltgeformten Profilen und den Gebrauchstauglichkeitsnachweis der Stahlbemessung betreffen.

Die Vorgaben für den Durchbiegungsnachweis von Flächen können Sie im Register Durchbiegung des Flächen-Bearbeitungsdialogs treffen.

Stäbe

Bemessungsauflager

Bemessungsauflager bieten die Möglichkeit, den Stab oder Stabsatz für den Durchbiegungsnachweis zu segmentieren. Sie können diese Bemessungsauflager nicht nur dem Stabanfang und Stabende zuweisen, sondern auch den inneren Knoten. In der Tabelle sind sowohl Knoten des Typs 'Knoten auf Linie/Stab' als auch Standardknoten zwischen Stäben eines Stabsatzes automatisch eingestellt.

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.

Für warmgewalzte Stahlprofile ist sowohl der Bemessungsauflager-Typ 'Allgemein' als auch der Typ 'Stahl' geeignet. Wenn Sie ein Bemessungsauflager für einen Stab mit einem Stahlmaterial verwenden, wird der Typ 'Stahl' voreingestellt. Die Angaben zur 'Lagerbreite' oder 'Lagertiefe' sind für den Durchbiegungsnachweis nicht relevant. Soll ein Bemessungsauflager für die Segmentierung nicht berücksichtigt werden, so deaktivieren Sie die Option 'Aktiv für Durchbiegungsbemessung'.

Wenn Sie bei kaltgeformten Profilen den Nachweis der örtlichen Lasteinleitung (örtliches Zusammendrücken, Stegkrüppeln oder örtliches Beulen im Steg) nach EN 1993-1-3 [1] 6.1.7, AISI S100 [2] oder CSA S136 [3] führen wollen, wählen Sie den Bemessungsauflager-Typ 'Stahl' aus.

Mit der 'Lagerbreite' w definieren Sie die Länge der steifen Lasteinleitung s_S. Die 'Lagertiefe' d hingegen hat keinen Einfluss auf den Nachweis. Das "Lager" stellt somit keine Lagerung im eigentlichen Sinne dar, sondern dient vielmehr zur Beschreibung der geometrischen Parameter für die Berücksichtigung der Last.

Geben Sie die Wirkung des Lagers anhand der Liste 'Lager vom Rand' an. Die Parameter +z und -z beziehen sich auf die Ausrichtung der lokalen z-Achse des Stabes. Wirkt die Last beispielsweise am oberen Trägerrand und zeigt die lokale z-Achse nach unten, so wählen Sie die Option '-z/z'-Achse' aus. Damit wird die Last wird als Druckbeanspruchung für das Profil angenommen. Bei der Option '+z/z'-Achse' wäre es eine Zugbeanspruchung, da die Last dann am unteren Rand wirkt.

Liegt ein 'Endlager' vor, so haken Sie das entsprechende Kontrollfeld an und definieren die 'Überhanglänge' c. Bei deaktivierten Kontrollfeld wird die Überhanglänge als unendlich groß betrachtet, sodass c > 1.5 h_w ist.

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 L_c als Bezugslänge für die Ermittlung des Grenzwerts verwendet. Falls Sie die automatisch ermittelten Bezugslängen ändern möchten, 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 u_y und u_z 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.

Vorkrümmung

Sie können beim Nachweis für jedes Segment eine Überhöhung als 'Vorkrümmung' 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 Vorkrümmung w_c,z bzw. w_c,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.

Flächen

Bei der Bemessung von Flächen im Grenzzustand der Tragfähigkeit werden die Vergleichsspannungen untersucht. Die Nachweise basieren auf den Materialeigenschaften und Flächendicken. Für den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit hingegen sind flächenspezifische Angaben erforderlich. Diese können Sie 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 u_z 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 u_z 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 u_z wird auf eine parallel zum unverformten System verschobene Referenzebene bezogen, die RFEM durch den Knoten mit dem kleinsten Verschiebungswert u_z,min legt.

• Unverformtes System: Die lokalen Verformungen u_z werden direkt aus den Ergebnissen übernommen und für den Nachweis verwendet.

Bezugslänge und Definitionstyp

Der Grenzwert der Durchbiegung ist von der Bezugslänge L_z 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.