Welche Hilfsmittel stehen für eine Pushover Analyse zur Verfügung?

Antwort

In RFEM ist es möglich, eine Pushover Kurve oder auch Kapazitätskurve zu ermitteln und diese nach Excel zu exportieren. Im Folgenden sind die Schritte aufgelistet, welche ausgeführt werden müssen:

  1. Definition von nichtlinearen Gelenken:
    • Plastisches Gelenk nach FEMA 356: Ein nichtlineares Gelenk (elastisch-plastisch oder starr-plastisch) mit voreingestellten Fließkennwerten und Akzeptanzkriterien für Stäbe aus Stahl (Kapitel 5 der FEMA 356). Die Fließgrenzwerte sind abhängig vom Stab und werden automatisch voreingestellt. Die Diagrammparameter werden je nach Querschnittstyp interpoliert. Die "FEMA" Gelenke können benutzerdefiniert angepasst werden.
    • Bild 01 - Definition des plastischen Gelenkes nach FEMA 356.

    • Plastisches Gelenk nach EN 1998-3: Bilineare Definition der Fließkurve. Die bilinearen Gelenke haben ebenso voreingestellte Fließkennwerte, Akzeptanzkriterien und Fließgrenzwerte, können aber manuell angepasst werden. Die Nutzung der plastischen Gelenke hat den Vorteil einer farblichen Darstellung der Gelenke bei Auswertung der einzelnen Lastschritte. So kann beispielsweise das Überschreiten eines Akzeptanzkriteriums schnell erkannt werden.
    • Alternativ zu der Definition eines Gelenkes gibt es in RFEM die Stab-Nichtlinearität "Plastisches Gelenk". Hier kann ein perfekt plastisches Verhalten definiert werden, die plastischen Grenzwerte sind manuell einzugeben. Der Vorteil dieser Option ist, dass die Lage des sich bildenden plastischen Gelenkes automatisch gefunden wird.
    • Bild 02 - Definition des plastischen Gelenkes als Stabnichtlinearität.

  2. Definition der Last-Schemas für die nichtlineare Analyse: Diese kann manuell durch Eingabe von Lasten in einen Lastfall erfolgen, zum Beispiel eine gleichverteilte Last über die Gebäudehöhe.

    Eine Lastverteilung analog zum Verlauf der Eigenform kann mit dem Modul RF-DYNAM Pro Ersatzlasten automatisch generiert werden. Dieses Modul ermittelt Eigenwerte und Ersatzlasten basierend auf dem Antwortspektrenverfahren. Für jeden gewählten Eigenwert werden Ersatzlasten generiert und in Lastfälle nach RFEM exportiert.

  3. Laststeigerung in RFEM: In den Berechnungsparametern der Lastfälle kann eine Laststeigerung definiert werden. Die Ergebnisse aller Laststufen können analysiert werden. Besonders bei Verwendung der "Plastischen Gelenke" kann man die Plastifizierung durch die farbliche Markierung der Gelenke gut auswerten. Wichtig ist, die exportierten Ersatzlasten (aus RF-DYNAM Pro) zu skalieren, sodass die Steigerung der Lasten nicht in zu großen Schritten erfolgt. Ein Lastfall, wie er aus RF-DYNAM Pro exportiert wird, und empfohlene Berechnungsparameter sind in Bild 3 dargestellt.
  4. Bild 03 - Inkrementelle Laststeigerung einer Lastverteilung analog der dominanten Eigenform.

  5. Berechnungsdiagramme zur Erstellung der Pushover Kurve: Diese finden Sie in den "Globalen Berechnungsparametern". Sie können auf der vertikalen Achse die Gesamterdbebenlast und auf der horizontalen Achse die Verformung in Dachebene definieren und erhalten somit die gewünschte Pushover Kurve. Diese Daten lassen sich problemlos zu Excel exportieren.
  6. Bild 04 - Darstellung der Pushover Kurve in den Berechnungsdiagrammen.

Die farbliche Darstellung der plastischen Gelenke sehen Sie im Bild 5. Sie können die Farbskala anhand der Akzeptanzkriterien oder nach den definierten Gelenk-Diagrammparametern auswählen.

Bild 05 - Farbliche Ergebnisdarstellung der plastischen Gelenk.

Die weitere Pushover Analyse (Ermittlung des inelastischen Spektrums, Performance Point) können Sie dann z.B. in Excel durchführen.

Im Download-Bereich finden Sie diese Anleitung innerhalb eines PDF-Dokuments ausführlicher beschrieben (in englischer Sprache).

Schlüsselwörter

Plastische Gelenke Pushover FEMA 356 Kapazitätskurve N2-Methode Kapazitätsspektrummethhode Akzeptanzkriterien Dynamik

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