RFEM-/RSTAB-Zusatzmodul RF-IMP/RSIMP

Stabilitätsanalyse: Knickfiguren und Imperfektionen mit RF-STABIL & RF-IMP

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Generierung von imperfekten Ausgangsmodellen und Ersatzimperfektionen für die nichtlineare Berechnung

Das Zusatzmodul RF-IMP/RSIMP dient der automatischen Erzeugung von Imperfektionen für die geometrisch nichtlineare Berechnung. 

Damit können in RFEM/RSTAB im Zuge der Berechnung nach Theorie II. oder III. Ordnung Tragsicherheitsnachweise einschließlich der Stabilität durchgeführt werden. Das gilt nicht nur für Stabtragwerke, sondern auch für Modelle mit Schalen- und Volumenelementen.

  1. Leistungsmerkmale

    • Erzeugung eines vorverformtes FE-Netzes in RFEM
    • Generierung von Ersatzimperfektionen für Stäbe als Ersatzbelastungen unter
      • Berücksichtigung der Reduktionsfaktoren αu und αm (Eurocode)
      • Berücksichtigung der Stichmaße der Vorkrümmungen nach Knickspannungslinien
    • Verformen des Modells durch Verschieben der Knoten
    • Generierung der Imperfektionen affin zu den
    • Ersatzimperfektionen auf Stäbe und Stabsätze (z. B. Stützen, die aus mehreren Stäben bestehen)
    • Visualisierung der generierten Imperfektionsformen
  2. Normen für Ersatzimperfektionen

    Eingabe

    Das Modul wertet die Vorformung eines Lastfalls, die Eigenformen einer Stabilitätsberechnung oder einer dynamischen Berechnung aus. Aufgrund dieser Ausgangsverformung kann entweder das Modell vorverformt werden oder es kann ein Lastfall mit Ersatzimperfektionen für Stäbe erzeugt werden.

    Für Tragwerke mit Flächen- und Volumenelementen (nur RFEM) sowie mit Stäben eignet sich besonders das vorverformte Ersatzmodell. Der Anwender braucht nur noch den Maximalwert vorgeben, auf den die Verformung skaliert werden soll. Alle FE-Knoten bzw. Modellknoten werden dann affin zur Ausgangsverformung skaliert.

    Ersatzimperfektionen eignen sich für Stabwerke. In einer zusätzlichen Maske sind die Schiefstellungen und Vorkrümmungen von Stäben und Stabsätzen zu definieren. Sie können entweder automatisch nach Normen erzeugt oder manuell definiert werden. Folgende Normen stehen zur Auswahl:

    • European Union EN 1992:2004
    • European Union EN 1993:2005
    • Germany DIN 18800:1990-11
    • Germany DIN 1045-1:2001-07
    • Germany DIN 1052:2004-08

    Es wird immer nur die Imperfektion angesetzt, die sich entsprechend der Ausgangsverformung am jeweiligen Stab ergibt. Außerdem können die Abminderungsfaktoren berücksichtigt werden. Somit ist ein wirtschaftlicher Ansatz der Imperfektion möglich.

  3. Vorverformtes FE-Netz

    Generierung

    Bei der Generierung eines vorverformten FE-Netzes in RFEM werden die Daten für die Verschiebung jedes einzelnen Knotens intern abgespeichert. Sie können in RFEM für die Berechnung von Lastkombinationen genutzt werden. Zur Kontrolle wird die Vorverformung in Tabellenform und grafisch ausgegeben. 

    Sollen die Knoten des Modells verschoben werden, dann werden die Knotenkoordinaten direkt nach dem Generieren verändert. Bei der Generierung von Ersatzimperfektionen erzeugt das Modul einen normalen Lastfall, der die Stab-Imperfektionen enthält. Die generierten Imperfektionen werden zur Kontrolle sowohl tabellarisch als auch grafisch dargestellt.

  4. Vorverformtes FE-Netz in einer Lastkombination

    Benutzung eines vorverformten FE-Netzes in RFEM

    Wenn ein vorverformtes FE-Netz erzeugt wurde, kann dies in Lastkombinationen verwendet werden. Bei den Berechnungsparametern der Lastkombination wird einfach der entsprechende RF-IMP-Fall ausgewählt. Die Berechnung der Schnittgrößen erfolgt dann am imperfekten System.
  5. Ersatzimperfektion in einer Lastkombination

    Benutzung von Ersatzimperfektionen

    Bei dieser Art der Generierung wird ein ganz normaler Lastfall angelegt, der die Ersatzimperfektionen enthält. Dieser Lastfall kann noch manuell verändert werden. 

    In den Lastkombinationen lässt sich dieser Lastfall dann mit den "normalen" Lastfällen kombinieren.

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