RFEM-/RSTAB-Zusatzmodul RF-/BGDK

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Biegedrillknicknachweis nach Ersatzstabverfahren

RF-/BGDK ist als Zusatzmodul fest in die Benutzeroberfläche der Hauptprogramme RFEM/RSTAB integriert. Damit werden die strukturspezifischen Eingabedaten sowie die Schnittgrößen dem Nachlaufmodul automatisch zur Verfügung gestellt. 

Umgekehrt können die RF-/BGDK-Ergebnisse im Arbeitsfenster von RFEM/RSTAB grafisch ausgewertet und auch in das globale Ausdruckprotokoll eingebunden werden. RF-/BGDK führt den Nachweis der Biegedrillknicksicherheit für Stäbe und Stabzüge, die einer Beanspruchung aus Einfach- und Doppelbiegung mit oder ohne Normalkraft unterliegen. Der Nachweis erfolgt nach dem Ersatzstabverfahren gemäß 

Germany DIN 18800-2:1990-11.

RF-/BGDK bietet die Möglichkeit einer wirtschaftlichen Bemessung, da festigkeitserhöhende Einflüsse wie Drehbettung, Schubfeld, Wölbeinspannung, plastische Querschnittsreserven oder spezifische Lagerungsbedingungen normgerecht erfasst und genutzt werden können. Die Ermittlung des Momentenbeiwerts ζ und somit des idealen Biegedrillknickmoments MKi kann nach verschiedenen Ansätzen erfolgen. 

Hinweis: Um die Nachweise nach Eurocode 3 zu führen, wird das Zusatzmodul RF-/STAHL EC3 benötigt.

  1. Leistungsmerkmale

    • Volle Integration in RFEM/RSTAB mit Übernahme aller relevanten Schnittgrößen
    • Intelligente Voreinstellung biegedrillknickspezifischer Bemessungsparameter
    • Automatische Ermittlung des Schnittgrößenverlaufs und Einordnung nach DIN 18800 Teil 2
    • Berücksichtigung von Drehbettung und Schubfeldern mit integrierten Hilfsmitteln zur normgerechten Ermittlung der Drehbettungs- und Schubfeldbeiwerte
    • Integrierte Trapezprofil-Bibliotheken bekannter Hersteller
    • Intelligente Ermittlung des Momentenbeiwerts ζ und somit des idealen Biegedrillknickmoments Mki
    • Unterschiedliche Lagerungsarten mit Berücksichtigung von Wölbfedern für verschiedene Aussteifungs- und Anschlußsituationen
    • Bemessung von Kragträgern
    • Berechnungsmöglichkeit nach Vogel/Heil
    • Berücksichtigung der gebundenen Drehachse bei Ermittlung von Mki und Nki nach Wittemann
    • Ausgabe der Beanspruchung der Verbindungsmittel aus Drehbettung für Trapezprofile und Pfetten
    • Optimierung der Querschnitte
    • Stückliste der Stäbe und Stabzüge
    • Möglichkeit zum direkten Export aller Ergebnisse nach MS-Excel oder OpenOffice.org Calc
    • Handbuch mit handgerechneten Beispielen
  2. 1.4 Parameter - Stäbe, Schubfeld

    Eingabe

    Nach erfolgreicher Berechnung der Stuktur in RFEM/RSTAB wechselt der Anwender in das Zusatzmodul RF-/BGDK. Dort wird mindestens ein Bemessungsfall angelegt, in dem die zu bemessenden Stäbe und Stabzüge sowie die für diese Bemessung notwendigen Lastfälle, Last- bzw. Ergebniskombinationen definiert werden.

    Die Stäbe und Stabzüge lassen sich mit den in RFEM/RSTAB gewohnten grafischen Hilfsmitteln einfach auspicken. Die in RFEM/RSTAB verwendeten Materialien und Querschnitte sind bereits zur Bemessung voreingestellt. Sie können jedoch beliebig modifiziert und ergänzt werden. Bei der Material- und Querschnittsdefinition stehen umfangreiche Bibliotheken zur Verfügung.

  3. 1.4 Parameter - Stäbe, Trägerart

    Bemessungsparameter

    Die Detailangaben für den Biegedrillknicknachweis werden getrennt für Stäbe und Stabsätze festgelegt. Dabei können folgende Parameter eingestellt werden:

    Lagerungsart / Biegedrillknicklast
    • Zur Auswahl stehen Gabellagerung, Gabellagerung-Eingespannt oder Kragträger
    • Sonderlagerungen sind über die Angabe des Einspanngrades βz und Wölbeinspanngrades β0 möglich. Der Wölbeinspanngrad kann speziell in dieser Sektion ebenfalls durch Angabe von Geometrieabmaßen eine elastische Wölblagerung einer Stirnplatte, eines U-Profils, eines Winkels, eines Stützenanschlußes und eines Trägerüberstandes berücksichtigen.
    • Alternativ besteht auch die Möglichkeit der direkten Eingabe der Biegedrillknicklast NKi oder der Knicklänge sKi
    Schubfeld
    • Ein Schubfeld kann aus Trapezprofil, Verband oder einer Kombination daraus definiert werden
    • Alternativ kann die Schubfeldsteifigkeit Svorh auch direkt eingegeben werden
    Drehbettung
    • Wahl zwischen kontinuierlicher und nichtkontinuierlicher Drehbettung
    Lastangriffspunkt
    • Die z-Koordinate des Lastangriffspunktes kann frei in einer detaillierten Querschnittsgrafik ausgewählt werden. (Obergurt, Untergurt, Schwerpunkt)
    • Alternativ kann die Angabe auch über Picken oder manuelle Feldeingabe erfolgen.
    Trägerart
    • Für Standardprofile stehen Gewalzter Träger, Geschweißter Träger, Wabenträger, ausgeklinkter Träger oder Voutenträger (Steg oder Flansch geschweißt) zur Verfügung
    • Für Sonderprofile besteht die Möglichkeit, direkt den Trägerbeiwert n, den reduzierten Trägerbeiwert n oder den Abminderungsfaktor κM einzugeben
  4. Detaileinstellungen

    Bemessung

    In RF-/BGDK wird der Nachweis im Regelfall nach dem Ersatzstabverfahren gemäß DIN 18800 Teil 2 geführt. In einem separaten Dialog können jedoch umfangreiche Detaileinstellungen für die Bemessung getroffen werden:

    Bemessung nach Vogel/Heil

    Optional kann im Programm das Verfahren nach Vogel/Heil angewandt werden um

    • die erforderliche Schubsteifigkeit Serf
    • die Biegedrillknicklast Nki
    • das Biegedrillknickmoment Mki

    zu ermitteln.

    Dieses Plastisch-Plastisch Berechnungsverfahren ist nur für Gabellagerung mit einfacher Biegung bei gleichzeitiger Lasteinleitung am Obergurt gültig. Weitere Voraussetzungen, die unbedingt einzuhalten sind finden Sie im Handbuch des Programms. Bei nicht zulässigen Bedingungen wie beispielsweise Doppelbiegung gibt RF-/BGDK eine entsprechende Fehlermeldung aus. Zusätzlich kann der Abminderungsfaktor κM für die Biegemomente My auf der sicheren Seite liegend zu 1.0 gesetzt werden, falls eine gebundene Drehachse vorliegt.

    Nicht bemessenbare Schnittgrößen

    Es lassen sich nicht bemessenbare Schnittgrößen vernachlässigen und so vom Nachweis ausklammern, wenn der Quotient von Schnittgröße zu vollplastischer Schnittgröße einen bestimmten Wert unterschreitet. Damit kann beispielsweise ein geringes Moment um die schwache Achse vernachlässigt und so das Verfahren für zweiachsige Biegung umgangen werden.

    Darf-Regelung nach DIN 18800 Teil 2, Element (320) und Element (323)
    Automatische Ermittlung von ζ

    Soll die Ermittlung des Beiwerts zur Bestimmung des idealen Biegedrillknickmoments MKi automatisch erfolgen, kann hier eine der folgenden Arten ausgewählt werden:

    • Numerisches Lösen des elastischen Potentials
    • Abgleich der Momentenverläufe
    • Australische Norm AS 4100-1990
    • US-Norm AISC LRFD

    Beim Abgleich der Momentenverläufe besteht die Möglichkeit, die Bibliothek mit über 600 tabellierten Momentenverläufen zu nutzen.

  5. Graphische Ergebnisdarstellungen in RFEM

    Ergebnisse

    Nach der Bemessung werden die Ergebnisse nach Querschnitten, Stäben, Stabsätzen oder x-Stellen geordnet in verschiedenen Masken ausgegeben. Es wird dabei stets mit den tabellarischen Ergebniswerten die zugehörige Querschnittsgrafik angezeigt. In RFEM/RSTAB werden diese im Strukturmodell durch verschiedene Farben gekennzeichnet. Kritische oder überdimensionierte Bauteile sind so auf einen Blick erkennbar. Die Farb- und Wertezuweisungen sind modifizierbar. 

    Über die Darstellung der Ergebnisverläufe im Stab oder Stabsatz ist die gezielte Auswertung gewährleistet. Jeder Zwischenwert kann abgegriffen werden. 

    Die bei der Bemessung ermittelten Massen werden sowohl stab- als auch stabsatzweise in Form von Stücklisten ausgegeben. 

    Weiter können sämtliche Tabellen problemlos nach MS Excel oder in eine CSV-Datei exportiert werden. Ein Übergabemenü regelt hier alle notwendigen Exportangaben.

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