Es ist ratsam, zuerst die Stetigkeit der Verbindung zu berechnen, anstatt direkt die Bemessung der Endkonfiguration durchzuführen: Die Klassifizierung und die entsprechende Steifigkeit der Verbindung haben Auswirkungen auf die inneren Kräfte des Modells, was wiederum die Spannungen der Stahlverbindung beeinflusst.
Steifigkeitsanalyse
Die Berechnung der Verbindungssteifigkeit Sj,ini kann unabhängig von der ULS-Bemessung gestartet werden. Beginnen Sie diesen Teil der Berechnung, indem Sie auf die Schaltfläche
in der Tabellen-Symbolleiste klicken.
Ein Fenster öffnet sich, in dem der Fortschritt der Berechnung angezeigt wird.
Sobald die Berechnung abgeschlossen ist, werden die Ergebnisse in der Tabelle "Steifigkeitsanalyse" dargestellt.
Die axiale Steifigkeit und die Drehsteifigkeit sind für die Komponente "Rahmenträger" aufgelistet, da die Berechnung nur für diese Komponente festgelegt wurde (siehe die Bild zur Auswahl der inneren Kräfte für die Steifigkeitsanalyse ). Diese Werte repräsentieren die Steifigkeiten der Verbindung aufgrund ihres konstruktiven Designs (Endplatte, Schrauben, Schweißnähte).
Wechseln Sie zur Tabelle Klassifikation.
Diese Tabelle zeigt die "Klassifikation" der Verbindung. Sie basiert auf den Ergebnissen der Steifigkeiten und den in den Spalten "Klassifikationsgrenzen" angegebenen Grenzwerten. Da beide Knoten als "Halbstarr" klassifiziert sind, sollte das Modell angepasst werden: Der Rahmenträgerbalken wurde ohne Stabgelenke definiert. Dieses Modell stellt eine starre Verbindung zur Säule dar, anstatt einer halbstarren Verbindung.
Um die Steifigkeitswerte im nächsten Schritt präzise anzuwenden, klicken Sie auf die Schaltfläche
in der Tabellen-Symbolleiste, um die Einheiten anzupassen.
Wählen Sie die Option kNm/rad aus der Liste der Einheiten für "Drehsteifigkeit". Klicken Sie dann auf OK.
Anwendung der Ergebnisse der Steifigkeitsanalyse auf das Modell
Wenn Sie die Federkonstanten der halbstarren Verbindung manuell anwenden möchten, wird ein neuer Typ von Stabgelenk benötigt. Öffnen Sie die Kategorie Arten für Stäbe im "Navigator - Daten". Öffnen Sie dann die Stabgelenke Typen und doppelklicken Sie auf den Gelenktyp Nr. 1.
Im Dialogfenster "Stabgelenk bearbeiten" klicken Sie auf die Schaltfläche
(1), um einen neuen Gelenktyp zu definieren. Geben Sie dann die Werte der Federkonstanten ein, wie in der Tabelle "Klassifikation" angegeben (2):
- Cφ,y = 3244.316 [kNm/rad] (der Wert wird gerundet)
- Cφ,z = 92.863 [kNm/rad]
Für Cφ,y ist der SMy- Wert anwendbar, da negative Biegemomente My an beiden Enden des Rahmenträgers vorhanden sind. Cφ,z ist für das Modell nicht relevant, da keine Momente Mz vorhanden sind. Die translatorische Komponente ux des Gelenks kann vernachlässigt werden: Der Rahmenträger hat Druckkräfte und die axiale Steifigkeit für Druck ist unendlich (siehe das Tabelle "Steifigkeitsanalyse" Bild).
Klicken Sie auf OK, um das Dialogfenster zu schließen. Um den neuen Gelenktyp zuzuweisen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf dieses Element im "Navigator - Daten". Wählen Sie dann die Option Mit Stäben zuweisen im Kontextmenü.
Die Stäbe werden grafisch in Drittel unterteilt. Wählen Sie die Teile des Rahmenträgers aus, die mit den Säulen verbunden sind:
- Stab 4 - Start (klicken Sie auf den Teil neben der Säule)
- Stab 11 - Ende (klicken Sie auf den Teil neben der Säule)
Klicken Sie auf OK im "Zuweisung von Stäben" Fenster, um die Gelenke zuzuweisen.
Auswirkung auf Momente
Die Berücksichtigung der Anfangssteifigkeit durch Stabgelenke führt zu einer modifizierten Momentenverteilung für den Rahmenträger und die Säulen. Die Momente My an der Verbindung werden signifikant reduziert, während sie aufgrund der Umverteilung im inneren Bereich zunehmen. Die folgenden Bilder, die nur zur Information dienen, zeigen die Unterschiede.
