RFEM 5 Version 5

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4.19 Stabbettungen

Stabbettungen

Allgemeine Beschreibung

Während Knotenlager eine Lagerung an den beiden Stabenden leisten, ermöglichen Stabbettungen eine elastische Lagerung des Stabes in seiner gesamten Länge. Damit lassen sich z. B. Fundamentbalken unter Erfassung der Baugrundeigenschaften modellieren. Falls die Bettung bei Zug- oder Druckspannungen nicht wirksam ist, können die nichtlinearen Effekte in der Berechnung berücksichtigt werden.

Dialog Neue Stabbettung
Tabelle 1.19 Stabbettungen
An Stäben Nr.

Bettungen können nur für den Stabtyp Balkenstab definiert werden. Die Nummer des Stabes ist in der Spalte bzw. im Eingabefeld einzutragen oder grafisch festzulegen.

Federkonstanten
Wegfeder

Die Kennwerte der Wegfedern sind jeweils für die Bettungen in Richtung der lokalen Stabachsen x, y und z anzugeben.

Als Anhaltswerte dienen die Steifemoduln ES der Tabelle 4.8. Bitte beachten Sie, dass sich die Eingabe in RFEM auf den Bettungsmodul bezieht, der unter Berücksichtigung des Formfaktors zu ermitteln ist.

Steifemoduln ausgewählter Bodenarten in [N/mm2]
Bodenart ES (statische Belastung) ES (dynamische Belastung)

Sand, dicht

40 - 100

200 - 500

Kiessand, dicht

80 - 150

300 - 800

Ton/Lehm, halbfest bis fest

8 - 30

120 - 250

Ton/Lehm, steifplastisch

5 - 20

70 - 150

Mischböden, halbfest bis fest

20 - 100

200 - 600

Stab-Kontextmenü
Stab-Kontextmenü

Bei den Werten der Tabelle 4.8 handelt es sich um flächenbezogene Kennwerte: Sie beschreiben, welche Flächenkraft in [N/mm2] benötigt wird, um den Boden um 1 mm zusammenzudrücken. Die Einheit wäre damit volumenbezogen als [N/mm3] zu interpretieren.

Bei Bettungsbalken, die z. B. zur Modellierung von Streifenfundamenten benutzt werden, ist der Federkoeffizient unter Berücksichtigung der Querschnittsbreite zu ermitteln. Damit erhält man eine auf den Stab bezogene Wegfeder in [N/mm2]. Diese gibt an, welche Stabkraft in [N/mm] benötigt wird, um den Boden um 1 mm zusammenzudrücken – daher die Einheit [N/mm2] für die Eingabe. Das Ergebnis ist als Wegfeder C1,z einzutragen: Bei Streifenfundamenten (Stäbe in horizontaler Lage) zeigt die lokale z-Achse in der Regel nach unten.

Die Federsteifigkeiten sind als Design-Werte zu verstehen.

Die lokalen Stabachsen lassen sich über den Zeigen-Navigator oder das Stab-Kontextmenü einblenden (siehe Bild 4.165).

Schubfeder

Über Schubfedern kann die Schubtragfähigkeit des Baugrundes erfasst werden. Die Federkonstanten C2 ermitteln sich aus dem Produkt ν⋅C1,z, wobei die Querdehnzahl ν für Sand- und Kiesböden zwischen 0,125 und 0,5 und für Tonböden zwischen 0,2 und 0,4 liegt.

Drehfeder

In dieses Eingabefeld bzw. diese Spalte kann die Konstante einer Drehfeder eingetragen werden, die die Rotation des Stabes um seine Längsachse behindert.

Ausfall der Bettung

Sollte die Bettung bei Zug- oder Druckspannungen nicht wirksam sein, ist dem Bettungstyp die nichtlineare Eigenschaft Ausfall zuzuweisen.

Bitte beachten Sie, dass sich das Ausfallkriterium Falls Kontaktspannung negativ bzw. positiv nur auf die lokale Stabachse z bezieht. Die Nichtlinearität gilt nicht für die Wegfedern in Richtung der lokalen Achsen x oder y! Ein zweiachsig wirkender Ausfall von Bettungsstäben ist somit nicht möglich.

Der Ausfall bei negativer Kontaktspannung bedeutet: Die Bettung ist ohne Wirkung, falls sich ein Stabelement entgegen der lokalen z-Achse bewegt.

Werden Ausfallkriterien angesetzt, sollten Lage und Ausrichtung der lokalen z-Achsen kontrolliert werden (siehe Bild 4.165). Es kann erforderlich sein, Stäbe zu drehen.

Die Stabteilung elastisch gebetteter Stäbe kann im Register Globale Berechnungsparameter des Dialogs Berechnungsparameter angepasst werden (siehe Kapitel 7.3).