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  • Antwort

    Die Richtungen der Kett- und Schussfäden sind an die Achsen der Fläche gekoppelt. Bei der Standardeinstellung kann nur eine isotrope Vorspannung angesetzt werden. Sind die Achsen ausgerichtet, kann auch eine orthotrope oder radiale Vorspannung vorgegeben werden.

    Im Video wird das Vorgehen gezeigt.

  • Antwort

    Meist ist es in diesem Fall so, dass im "Projekt-Navigator - Zeigen" die "Einwirkungskategorie Vorspannung" ausgeblendet ist. Sämtliche Lasten, welche sich in einem Lastfall mit der Einwirkungskategorie "Vorspannung" befinden, werden in diesem Fall nicht mehr dargestellt. Wenn Sie die Funktion aktivieren, sollten sich die Lasten wieder wie gewohnt anzeigen lassen.
  • Antwort

    Definieren Sie zum korrekten Kombinieren der geplanten Vorspannung mit den anderen Lastfällen einen passenden Lastfall und bringen auf die betroffenen Stäbe eine "ziehende" Dehnungslast auf. Eine ziehende Dehnungslast kann z. B.

    • eine negative über den Querschnitt konstant verteilte Temperaturlast Tc,
    • eine negative Längenänderung ε,
    • eine negative Längsversetzung Δl,
    • eine positive Anfangsvorspannung V oder
    • nur in RFEM eine positive Endvorspannung V sein. 

    Die Eingabe über eine Längsversetzung ist die nachvollziehbarste Eingabe, da man die Versetzung am Spannschloss eines Zugstabes direkt messen kann.

  • Antwort

    Für die Formfindung ist es in erster Linie wichtig, eine Vorspannung für die Membran und die eventuell vorhandenen Randseile anzusetzen. Die Abspannungen müssen nicht vorgespannt werden.

    Die Abspannungen können als Zugstäbe mit ihrer Ausgangslänge eingebaut werden (siehe Bild). Infolge der vorgespannten Membran und Randseile ergibt sich im Zuge der Berechnung die Last für die Abspannung.

  • Antwort

    Die Vorspannung von Seilen hat einen maßgebenden Einfluss auf das Verhalten einer Struktur. Deshalb muss diese auch in der Dynamik berücksichtigt werden. 


    In den Eigenschwingungsfällen des Moduls gibt es die Möglichkeit Steifigkeitsänderungen auf Grundlage eines Lastfalls zu berücksichtigen. Mit dieser Option wird die geometrische Steifigkeitsmatrix für die Eigenschwingungsanalyse umgeschrieben. Um die Ergebnisse nicht zu verfälschen bzw. um keine ungewünschten Effekte zu berücksichtigen, ist es wichtig, dass der einzulesende Lastfall ausschließlich die Vorspannung enthält und keine weitere Belastung. 


    Falls ein Zeitverlaufsverfahren durchgeführt werden soll, muss darauf geachtet werden, dass die  implizite Newmark Analyse sowie die explizite Analyse nicht auf die Eigenschwingungsfälle zurückgreifen, sondern die Berechnungsparameter direkt in dem dynamischen Lastfall definiert werden. Deshalb muss auch hier die Vorspannung berücksichtigt werden. Dazu steht die Funktion "Stationärer Zustand" zur Verfügung. Mit dieser Option werden die Steifigkeitsänderungen resultierend aus der Vorspannung berücksichtigt. 


    Zu diesem Thema gibt es auch einen interessanten Fachbeitrag.

  • Antwort

    Generell berücksichtigt der Formfindungsprozess in RFEM immer alle Modellangaben. In der Formfindung reagieren die elastischen Tragelemente an der Membran mit Verformungen in Richtung der angreifenden Membranzugspannung. Der integrale Prozess gibt das vorgespannte Modell für die Folgeberechnung weiter, wenn die Kräfte aller verformten Elemente im Gleichgewicht mit der unter der vorgegebenen Vorspannung stehenden Membrangeometrie stehen.


    Bild 01 - Formfindung mit verformter Tragkonstruktion

    Über eine Auflagerdefinition mit der Nichtlinearität "Nur Formfindung-Bauzustand" (auch Formfindungslager genannt) an den Membranrändern kann jedoch die Nachgiebigkeit der Tragkonstruktion für die reine Formfindung unterdrückt werden.


    Der Formfindungsprozess ergibt in diesem Fall eine Form, deren Vorspannung im Gleichgewicht mit den gesetzten Formfindungslagerkräften und restlichen Randreaktionen ist. 


    Für die statische Berechnung aller weiteren Lastfälle und Lastkombinationen werden die Formfindungslager deaktiviert und jeweils die Formfindungslagerkräfte als externe Lasten zur Erhaltung des globalen Gleichgewichts am Gesamtmodell mit angesetzt. 

    Aufgrund der Wegnahme der Auflager reagiert die Membran in den Folgebetrachtungen (LF und LK) mit der nachgiebigen Tragkonstruktion. Ohne zusätzliche Last gleicht diese Reaktion einer Relaxation mit einer einhergehenden Reduktion der Vorspannung




  • Antwort

    Die Formfindung zieht die Flächen ineinander, da an der Grenzlinie zwischen den beiden Membranen die definierten Vorspannung nicht im gleichen Winkel zusammentrifft und folglich die betroffenen FE-Knoten nicht im Gleichgewicht mit den Randreaktionen stehen. Hier bewegen sich die FE-Knoten der Membranflächen in Richtung der verbleibenden Resultierenden, bis der Formfindungsprozess innerhalb der Toleranzschranke eine Lösung findet. Da diese Lösung meist nur mit einer großen Verschiebung der FE-Knoten im Raum erreichbar ist, scheinen die zu den FE-Knoten zugeordneten Flächen ineinander zu "schwimmen".

    Dieses Verhalten führt zu einer ungünstigen FE-Netzanordnung in Verbindung mit einer singulären Membrankraftverteilung. In diesem Fall ist die Vorspannung zur Erreichung eines Gleichgewichts anzupassen oder an der Grenzsituation ein Element zur Übernahme Kräfte aus dem Ungleichgewicht anzuordnen.


  • Antwort

    Die Formfindung mit Vorspannung kann in den Basisangaben der Fläche über die Schaltfläche "Parameter der Steifigkeit bearbeiten" aktiviert werden.


    Das Register "Formfindung" ist mit dem Aktivieren des Moduls RF-FORMFINDUNG (in den Modell-Basisangaben) für Flächen sichtbar, die einen der folgenden Steifigkeitstypen aufweisen:

    1. Standard
    2. Orthotrop
    3. Membran 
    4. Membran - Orthotrop

    Generell aktiviert das Programm die Formfindung mit einer Standardvorspannung für Flächen mit dem Steifigkeitstyp 'Membran' und 'Membran - Orthotrop' automatisch.

  • Antwort

    Der Formfindungsprozess in RFEM sucht eine Form, die für Stäbe abhängig von den definierten Kraft- oder Geometrieparametern und die für Flächen abhängig von den definierten Kraftparametern im Gleichgewicht mit den Randreaktionen steht.

    Treten neben diesen elementbezogenen Formfindungsangaben noch weitere Krafteinflüsse wie z. B. das Eigengewicht der Elemente selbst oder das Gewicht der Seilknotenverbindungen auf, sind diese Lasten in einem zusätzlichen Lastfall mit der Einwirkungskategorie "Formfindung" zu definieren. 

    Der Formfindungsprozess erkennt diese speziellen Lastfälle anhand der Einwirkungskategorie und setzt in der Analyse neben den elementbezogenen Formfindungsangaben zusätzlich auch sämtliche Lasten aus alle Lastfällen mit der Einwirkungskategorie "Formfindung" für die Formensuche mit an. 

    Da mit dem Prozess der Formfindung die Lasten in den Lastfällen mit der Einwirkungskategorie "Formfindung" in das Modell eingeprägt werden, ist eine separate Analyse dieser Lastfälle unwichtig. Diese Lastfälle dienen nur der Eingabe für den Formfindungsprozess. 
  • Antwort

    Die Funktion "stufenweise ansteigende Belastung" von Lastfällen und Lastkombinationen kann das zugeordnete Lastniveau stufenweise steigern und für jede Laststufe ein Gleichgewicht suchen. Das Bezugsniveau "Laststufe 1,0 = 100 % der definierten Last" ist für Lastfälle die definierte Belastung und für Lastkombinationen die mit Teilsicherheitsbeiwerten modifizierte Lastfallzusammenstellung. Die Detaileinstellungen der Funktion definieren die  Anfangslaststufe k0, den Betrag der inkrementellen Laststeigerung Δk, die Verfeinerung der letzten Laststufe, das Abbruchkriterium und die statische Anfangslastsituation. 

    Mit Definition der Anfangslaststufe k0 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 regulären Berechnung aus und erledigt zusätzlich mit Aktivierung der "Stufenweise ansteigenden Belastung" die Analyse der etwaigen Laststufen. 

    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 "4.0 Ergebnisse - Zusammenfassung" unter jeweiligen Lastsituation ausgeben. Mit Angabe einer Verfeinerung der letzten Laststeigerung wird das initiale Inkrement Δnach 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 die Detaileinstellung eine Option zur Ansetzung einer festen Belastungskomponente für die stufenweise ansteigende Belastung an. Die feste Last kann entweder ein Lastfall oder eine Lastkombination sein. Diese Lastkomponente ist unabhängig von der zu steigernden Belastung und wird im Prozess einfach auf die variable Komponente addiert. 

    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. 

    In RSTAB ist die Aktivierung zur Speicherung der Zwischenergebnisse mit dem Zusatzmodul RSKNICK und in RFEM die Aktivierung der stufenweise ansteigenden Belastung mit dem Zusatzmodul  RF-STABIL gekoppelt. In diesen Fällen ist neben der Lizenzierung des Hauptprogramms auch eine Lizenz des entsprechenden Zusatzmoduls bereitzustellen. 

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Die generierten Windlasten, die auf diese Objekte wirken, können in RFEM bzw. RSTAB importiert werden.

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„Besten Dank für die wertvollen Infos. 

Kompliment an das Support-Team. Immer wieder beeindruckend, wie schnell und kompetent die Fragen beantwortet werden. Habe im Bereich Statik viele Software mit Supportvertrag im Einsatz, aber eure Unterstützung ist mit Abstand die Beste.“