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  • Antwort

    Ob ein System ausreichend diskretisiert ist, lässt sich leider nicht pauschal beantworten. Generell ist die Vorgabe bei der Berechnung mit Finiten Elementen, dass die berechneten Verformungen und Spannungen nicht mehr von der analytischen Lösung abweichen. Das Ziel ist es die optimale Anzahl an FE-Elementen herauszufinden, bei der sich die Spannungen nicht mehr ändern. 

    Der Anwender sollte die Diskretisierung folglich so fein wie nötig und so grob wie möglich wählen. Als pauschale Regel gilt, dass bei Löchern oder Durchbrüchen im System immer mindestens 3 FE-Elemente über die Höhe gewählt werden sollten. 

    Die Behandlung von Singularitäten an einspringenden Ecken usw. ist in folgender FAQ erläutert.

    Anhand der Bilder in diesem Beitrag ist bei der unzureichenden Diskretisierung des Systems sehr gut zu erkennen, dass die geometrischen Einsprünge des Systems nahezu kaum erfasst werden und sich das System folglich einem Biegebalken annähert. Eine sinnvolle Bemessung ist damit nicht möglich.
  • Antwort

    Ja das funktioniert. Dafür benötigt es der Aktivierung der Elastischen Lagerung in der Maske "Knotenlager bearbeiten". Anhand einiger Eingabeparameter wie Art der Lagerung, Stützenform, Material und der Stützenhöhe, werden so die Federn der Stütze vom Programm ermittelt (siehe Bild 1).

    Ein weiterer Vorteil neben der elastischen Lagerung ist, dass der Flächenbereich des Stützenquerschnitts bei der Ergebnisausgabe deaktiviert wird. Damit werden die Singularitätsstellen ausgeblendet und bei der Betonbemessung erfolgt somit eine Bemessung mit den Anschnitt-Schnittgrößen.
  • Antwort

    Es ist korrekt, dass sich Singularitäten in der FE-Berechnung auch auf die Ergebnisse der Ermittlung des Lasterhöhungsfaktors ß mittels des Sektorenmodells auswirken.

    Im RFEM-Modell eingefügte Glättungsbereiche haben auf die ß-Ermittlung in RF-STANZ Pro keinen Einfluss.

    Wenn die Ergebnisse im kritischen Rundschnitt durch die Singularitäten beeinflusst werden, steht Ihnen die Möglichkeit zur Verfügung, den Lasterhöhungsfaktor ß selbst vorzugeben. Hierzu können Sie sich im Ergebnis-Navigator der RF-STANZ Pro Ergebnisse die "Querkraft in Sektoren" einblenden lassen (siehe Bild 01). Für die Ermittlung des ß-Beiwertes wird der Maximalwert aller Sektoren herangezogen. 

    In unserer Knowledge Base finden Sie auch einen Fachbeitrag zur Ermittlung des Lasterhöhungfaktors ß.

    Sie können nun ingenieurmäßig abschätzen, ob dieser Wert für die Ermittlung des Lasterhöhungsfaktors angesetzt werden soll, oder nicht. Falls nicht, können Sie als Anwender den Verlauf der Querkraft in den Sektoren auswerten (siehe Bild 01) und den Lasterhöhungsfaktor ß selbst bestimmen (gemittelter Wert des betrachteten Sektors/gemittelter Wert über gesamten Rundschnitt).

    In RF-STANZ Pro haben Sie im Eingabedialog "1.5 Durchstanzknoten" die Möglichkeit den Lasterhöhrungsfaktor ß direkt vorzugeben. Siehe Bild 02. Somit können Sie Werte, die aus einer Singularität resultieren durch individuelle Vorgabe des Lasterhöhungsfaktors ß umgehen.

    Wichtig ist:
    Das Programm kann hierfür keine Automatik liefern. Diese Punkte sind immer individuell durch den Planer zu kontrollieren und zu bewerten.
  • Antwort

    Wenn die Spannungen sehr konzentriert an einem FE-Punkt auftreten, handelt es sich eventuell um eine Singularität. Oft reicht es in diesem Fall, wenn man an den Eckpunkten bzw. Singularitätsstellen  Glättungsbereiche einfügt (siehe Bild 1). Die Spannungen sollten anschließend in diesen Bereichen deutlich kleiner sein. Zum Umgang mit Singularitäten und Glättungsbereichen gibt es auch mehrere Beiträge auf unserer Homepage.  
  • Antwort

    Am einfachsten wäre es natürlich, wenn man für den Bereich, der verstärkt werden soll eine Öffnung einfügt und danach diese Öffnung wieder mit einer dickeren Fläche schließt (Flächendicke + Dicke Verstärkung). Gehen Sie dabei am einfachsten wie folgt vor:

    1. Legen Sie zunächst alle Begrenzungslinien an (Abb. 01)

    2. Anlegen der ersten Fläche mit den äußersten Begrenzungslinien, falls diese nicht bereits besteht (Abb. 02)

    3. Eine Öffnung erstellen, wo später die innere Fläche liegen soll (Abb. 03)

    4. Die innere Fläche anlegen (Abb. 04)

    5. Eventuell weitere Öffnungen innerhalb der inneren Fläche anlegen (Abb. 05)


    Mit dieser Modellierung hätte man jedoch den Kontakt zwischen der Fläche und der Verstärkung (evtl. Zugausfall) nicht berücksichtigt. Eine realitätsnähere Berücksichtigung dessen z. B. über Kontaktvolumen wäre jedoch je nach Modell zeitaufwendiger hinsichtlich der Modellierung. Diese liefert jedoch das genauere Ergebnisse. Dazu finden Sie im unteren Bereich einen Link zu einen Beitrag zur Modellierung von Kontaktvolumen.

  • Antwort

    Um Lasten sauber in Lager einleiten zu können, gibt es diverse Möglichkeiten.

    Da in Realität das Lager auch nicht punktförmig ist, bietet sich zur Lasteinleitung eine starre Fläche mit der Größe des Lagers an. Auch die Verwendung von Starrstäben oder Kopplungen ist geeignet.


    In Abbilunge 1 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem ein Stab in der Mitte einer Fläche die Last übergeben soll. Hier wurde der Übergang mit einem Rahmen aus Starrstäben modelliert. Alternativ kann auch eine starre Fläche verwendet werden. Zu beachten ist aber, das für die Übertragung von Momenten ein Kreuz aus Starrstäben verwendet werden sollte.

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