Frage:
Kann ich in RFEM 6 oder RSTAB 9 die Belastung stufenweise erhöhen?
Antwort:
Ja, das ist mit dem Add-On Strukturstabilität möglich.
Die Funktion "Stufenweise ansteigende Belastung" von Lastfällen und Lastkombinationen kann das zugeordnete Lastniveau stufenweise steigern und für jede Laststufe ein Gleichgewicht suchen. Der Lastfaktor 1,0 entspricht dabei 100 % der definierten Last. Für Lastfälle wird die definierte Belastung und für Lastkombinationen die mit Teilsicherheitsbeiwerten multiplizierte Lastfallzusammenstellung verwendet. Die Detaileinstellungen der Funktion definieren die Anfangslaststufe k-0, den Betrag der inkrementellen Laststeigerung Δk, die Verfeinerung der letzten Laststufe, das Abbruchkriterium und die statische Anfangslastsituation.
Mit Definition der Anfangslaststufe k-0 wird der Beginn des Prozesses definiert. Diese Eingabe ist unabhängig von der reinen Lastfall- und Lastkombinationseingabe und kann größer oder kleiner als 1,0 sein. Das Programm gibt immer alle Ergebnisse auf Basis der Laststufe 1,0 im Rahmen der Statischen Analyse aus und erledigt zusätzlich die Berechnung mit stufenweise ansteigender Belastung innerhalb der Inkrementellen Stabilitätsanalyse.
Die Laststeigerung Δk ist das Inkrement für die stufenweise ansteigende Belastung. Mit jeder Prozessschleife erhöht das Programm die zu analysierende Belastung durch Addition des Inkrements auf die vorher analysierte Laststufe. Das Inkrement ist bis zum Erreichen des Abbruchkriteriums konstant.
Aufgrund der konstanten Inkrementgröße kann kein exakter Lastfaktor zu dem Abbruchkriterium ermittelt werden. Das Programm zeigt am Ende den Näherungslastfaktor auf Basis der letzten Laststufe, bei dem für das Modell noch ein Gleichgewicht gefunden werden kann. Der Lastfaktor wird nach Berechnung in der Tabelle "Inkrementelle Stabilitätsanalyse | Übersicht | Zusammenfassung" unter jeweiligen Lastsituation ausgeben. Mit Angabe einer Verfeinerung der letzten Laststeigerung wird das initiale Inkrement Δk nach dem Erreichen des Abbruchkriteriums durch den Verfeinerungswert geteilt und der Prozess erneut von der letzten funktionierenden Laststufe bis zum erneuten Abbruch durchgeführt. Aufgrund des kleineren Inkrements ergibt sich ein genauerer Lastfaktor.
Das Abbruchkriterium für den Prozess ist grundsätzlich der Punkt, an dem das Programm kein Gleichgewicht für die angesetzte Belastung mehr findet (Theorie II. Ordnung). Zusätzlich kann der Abbruch durch Aktivierung einer maximalen Verformung an einem bestimmten Knoten spezifiziert werden.
Da in der Realität bestimmte Kraftkomponenten unabhängig von der Einwirkung konstant bleiben (z. B. Eigengewicht, Vorspannung, etc.), bietet RFEM für Lastkombinationen eine Option zur Ansetzung einer festen Belastungskomponente für die stufenweise ansteigende Belastung an. Die feste Last kann entweder ein Lastfall oder eine Lastkombination sein und wird über den Anfangszustand definiert. Dabei gilt zu beachten, dass die feste Lastkomponente auch Bestandteil der zu analysierenden Lastkombination sein muss.
Generell gilt bei der Verwendung von Anfangszuständen auch zu beachten, dass dieser nach derselben Berechnungstheorie zu berechnen ist, wie der Lastfall oder die Lastkombination worin er verwendet wird.
Sind neben dem finalen Lastfaktor auch die Zwischenergebnisse der gültigen Laststufen interessant, können mit der Lastfall- und Lastkombinationsfunktion "Ergebnisse der Laststeigerungen speichern" die Zwischenergebnisse sichtbar gemacht werden. Zur Darstellung gibt es in dem Panel-Fenster und den Ergebnistabellen entsprechende Optionen.