Antwort:
Die komponentenbasierte Finite-Elemente-Methode (CBFEM) ist eine Methode für die computergestützte Berechnung und Bemessung von Stahlanschlüssen. Sie greift den Grundgedanken der in der EN 1993-1-8 geregelten Komponentenmethode auf, bei der die Charakteristik eines Anschlusses auf Basis der (nichtlinearen) Steifigkeiten und Tragfähigkeiten der einzelnen Grundkomponenten ermittelt wird. Mithilfe der Komponentenmethode kann auch das Tragverhalten von teiltragfähigen und verformbaren Anschlüssen mit guter Genauigkeit abgeschätzt werden. In vielen Fällen ist dadurch eine wirtschaftlichere Auslegung möglich als bei Annahme eines rein gelenkigen oder Ausbildung eines biegesteifen Anschlusses.
Während die Steifigkeiten und Tragfähigkeiten der Grundkomponenten beim klassischen Verfahren auf Grundlage von semi-empirischen Formeln berechnet und dann in geeigneter Weise überlagert werden müssen, werden die Grundkomponenten in der CBFEM diskret, mithilfe von geeigneten Finiten Elementen abgebildet und miteinander in Verbindung gebracht. Die Steifigkeit des Anschlusses sowie die exakte Kräfteverteilung in die einzelnen Grundkomponenten ergibt sich dann aus der (nichtlinearen) Finite Elemente Berechnung. Im Anschluss kann die Tragfähigkeit der Grundkomponenten unter Berücksichtigung der relevanten Bemessungsregeln – beispielsweise EN 1993-1-8 oder AISC 360 – geprüft werden. Die Vorteile der FE-gestützten gegenüber der klassischen Komponentenmethode sind unter anderem:
- Größere Flexibilität im Hinblick auf die Definition von Grundkomponenten sowie deren Geometrie und Materialeigenschaften
- Größere Flexibilität bei der Definition von Kontakt- und Kopplungsbedingungen zwischen den Grundkomponenten
- Größere Flexibilität bei der Gestaltung von Anschlüssen; die Grundkomponenten können mühelos in komplexe Anschlussgeometrien überführt werden
- Keine Einschränkungen hinsichtlich der Beanspruchung des Anschlusses; die innere Kräfteverteilung in den einzelnen Grundkomponenten ergibt sich aus Berechnung am detaillierten FE-Modell
- Besseres Verständnis der Versagensmechanismen durch die Analyse von Verformungen, Kräften, Spannungen und Dehnungen in sämtlichen Teilen des Anschlusses
Das Add-On Stahlanschlüsse, welches als Erweiterung für RFEM 6 verfügbar ist, greift die komponentenbasierte Finite-Elemente-Methode (CBFEM) auf und verknüpft die Anschlussbemessung nahtlos mit der statischen Analyse am Gesamttragwerk, sodass auch die Kompatibilität und Interaktion zwischen Anschluss- und Stabwerkmodell jederzeit gewährleistet ist.
