Die Statiksoftware RFEM 6 ist die Basis einer modular aufgebauten Programmfamilie. Das Hauptprogramm RFEM 6 dient zur Definition der Struktur, Materialien und Einwirkungen ebener und räumlicher Platten-, Scheiben-, Schalen- und Stabtragwerke. Mischsysteme sind ebenso möglich wie die Behandlung von Volumen- und Kontaktelementen.
Mit RSTAB 9 steht dem anspruchsvollen Tragwerksplaner eine 3D-Stabwerkssoftware zur Verfügung, die den Anforderungen im modernen Ingenieurbau gerecht wird und die den aktuellen Stand der Technik widerspiegelt.
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Die spezifischen Bodenmaterialmodelle besitzen eine veränderliche Steifigkeit die u. a. vom herrschenden Spannungsniveau abhängig ist.
In der Analyse eines einzelnen Lastfalles wird nur dieser der Struktur und dem Boden aufgeprägt. Es wird kein Spannungsniveau aus anderen Lasten berücksichtigt, das ggf. erforderlich wäre um die korrekte Bodensteifigkeit aus dem Bodenmaterialmodell zu erhalten und zu verwenden.
Der Lastfall Nutzlast beispielsweise wird andere Steifigkeiten und damit Verformungen bewirken, wenn er im Rahmen einer Lastkombination aufgebracht wird auf ein System, das durch Bodeneigengewicht und Struktureigengewicht und Ausbaulast beansprucht wird, als wenn er als "erste/einzige" Last angesetzt wird, wie es in der Analyse des Lastfalles erfolgen würde.
Daher ist es nicht sinnvoll Boden mit den spezifischen Bodenmaterialmodellen unter einzeln Lasten/ Lastfällen zu analysieren, wenn nicht mindestens das stets herrschende Bodeneigengewicht berücksichtigt ist.
Ja. Hierzu können orthotrope Eigenschaften entweder für das Material oder für die Fläche definiert werden.
Orthotropes Material:
Geben Sie die E-Moduln des Materials für die beiden Flächenrichtungen an (falls das Zusatzmodul RF-MAT NL nicht lizenziert ist, sind nur die Materialmodelle "Isotrop linear elastisch" und "Orthotrop elastisch 2D/3D" nutzbar). Weisen Sie dann das Material der Fläche zu.
Orthotrope Fläche:
Definieren Sie den Steifigkeitstyp der Fläche als "Orthotrop". Dann können Sie die Koeffizienten der lokalen Steifigkeitsmatrix nach verschiedenen Kriterien festlegen.
Materialien werden für die Definition von Flächen, Querschnitten und Volumenkörpern benötigt. Die Materialeigenschaften fließen in die Steifigkeiten dieser Objekte ein.
Es stehen Ihnen 13 Materialmodelle zur Verfügung, wenn Sie das Zusatzmodul RF-MAT NL lizenziert haben.
Bei der Fülle an Materialmodellen müssen Sie darauf achten, dass Sie den Stäben und Ihren Flächen/ Volumenkörpern das entsprechende Materialmodell zuweisen.
Im hier gezeigten Beispiel wurde ein Stab zur detaillierten Betrachtung in Flächen zerlegt. Es ist noch ein nicht verwendeter Querschnitt definiert (blau gekennzeichnet) und sowohl für den Stabquerschnitt, als auch für die Flächen ist ein Material hinterlegt. Beim Editieren des einen vorhandenen Materials zu Isotrop nichtlinear elastisch 2D/3D wird auch für dem angelegten Stabquerschnitt ein 2D/3D Materialmodell definiert, was zu der Fehlermeldung führt.
Beim Arbeiten mit Stäben und Flächen/ Volumenkörpern empfiehlt es sich, mehr als ein Material anzulegen.
Der unsymmetrische Gleichungslöser kann die Konvergenz verbessern. Er sollte aber nur dann aktiviert werden, wenn es wirklich Konvergenzprobleme gibt.
Bei bestimmten Materialmodellen werden Sie auch aufgefordert, den unsymmetrischen Gleichungslöser einzuschalten.
Beim „normalen“ Gleichungslöser braucht immer nur eine Seite der Matrix gespeichert werden, weil die symmetrisch zur Hauptdiagonale ist. Beim unsymmetrischen Gleichungslöser müssen beide Seiten gespeichert werden und natürlich auch vorher erzeugt werden. Dazu ist mehr Arbeitspeicher nötig und die Verarbeitungszeit ist länger.
Bei einem Modell, das sowieso schon gut konvergiert, führt der unsymmetrischen Gleichungslöser nur zu einer längere Rechenzeit und hat keinen Nutzen.
Der Unterschied zwischen den beiden Materialmodellen ist folgender:
Bei beiden Materialmodellen sind die nichtlinearen Eigenschaften über einen zusätzlichen Dialog zu definieren. Bei der Eingabe mittels Diagramm ist es für beide Modelle möglich, einen Verlauf nach dem letzten Schritt festzulegen.
Beim Materialmodell 'Isotrop nichtlinear elastisch 1D' ist eine antimetrische Eingabe des Spannungs-Dehnungs-Diagramms möglich (unterschiedlich für den positiven und negativen Bereich), während beim Modell 'Isotrop plastisch 1D' nur eine symmetrische Eingabe zulässig ist.
Bei der Berechnung von nichtlinearen Materialmodellen (insbesondere bei plastischen Materialmodellen) erfolgt die Berechnung immer auf die originären konstanten Schnittgrößen bezogen. Daher sollte die Glättung der FE-Elemente auf "Konstant" gestellt werden (siehe Bild 01).
Des Weiteren werden die Spannungen auf die Hauptspannungen $\sigma_1$ bzw. $\sigma_2$ bezogen.
Selbst bei Berücksichtigung dieser Voraussetzungen können noch Abweichungen zur definierten Grenzspannung auftreten. Sie resultieren meist aus dem definierten Verfestigungsmodul. Dieser Umstand wird im Fachbeitrag detailliert erläutert, der unten bei den Links aufrufbar ist.
Generell geht das Modul von einem schubstarren Verbund zwischen den Schichten aus.
Weitere Hinweise zur Berechnung mit dem Modul RF-LAMINATE finden sich auch im dazugehörigen Handbuch. Dort werden auch die Besonderheiten für die unterschiedlichen Materialmodelle (isotrop, orthotrop und hybrid) erläutert.