Reduzierung der beteiligten Lastfälle für Kombinationen 1

Tipps & Tricks

Wer nach den aktuellen Normen eine statische Berechnung für ein Tragwerk erstellen will, muss sich neben Einwirkungen und Bauteilwiderständen auch mit der Kombination der Einwirkungen befassen. Die bekanntesten Einwirkungen in der Baustatik sind zum Beispiel der ständig wirkende Lastfall Eigengewicht, der plötzlich wirkende Lastfall Wind und Schnee.

Die Kombination von Einwirkungen sollte das Ziel haben, dass für jede Stelle des Tragwerks jeweils die ungünstigste Lastfallkombination für die Bemessung gefunden wird. Um diese Forderung umzusetzen, kann man entweder
- alle mathematisch möglichen Kombinationen ermitteln und für die Bemessung verwenden,
- oder man versucht, logische Zusammenhänge vor der Kombination der Einwirkungen zu nutzen und die Anzahl der möglichen Kombinationen zu reduzieren.

Man stelle sich zum Beispiel bei einem symmetrischen Zweigelenkrahmen folgende Lastfälle vor:
Lastfall | Bezeichnung | Wirkung | Normalkraft Stütze links | Normalkraft Stütze rechts
1 | Eigengewicht | ständig | Druck | Druck
2 | Wind nach rechts | wechselnd | Zug | Druck
3 | Wind abhebend | wechselnd | Zug | Zug
4 | Schnee | wechselnd | Druck | Druck

Aufgrund des Zusammenhangs, dass der LF1 immer wirkt und die anderen drei Lastfälle wechselnd auftreten können, ergeben sich mathematisch folgende acht mögliche Kombinationen:
LK1: LF1 + LF2 + LF3 + LF4
LK2: LF1
LK3: LF1 + LF2
LK4: LF1 + LF3
LK5: LF1 + LF4
LK6: LF1 + LF2 + LF3
LK7: LF1 + LF3 + LF4
LK8: LF1 + LF2 + LF4

Diese können reduziert werden, wenn beispielsweise nur die Kombinationen mit den extremsten Normalkräften gesucht sind. Hierbei ist für jede Stütze jeweils eine Gruppe mit Lastfällen aufzustellen, welche positiv und auch negativ wirken:

Gruppen | Stütze links | Stütze rechts
Positiv | LF1, LF2, LF3 | LF1, LF3
Negativ | LF1, LF4 | LF1, LF2, LF4

Zählt man die Gruppen zusammen, dann ergeben sich statt der acht nur noch vier Lastfallkombinationen:
LK1: LF1 + LF2 + LF3
LK2: LF1 + LF4
LK3: LF1 + LF3
LK4: LF1 + LF2 + LF4

Um diese Reduzierung in RFEM 5 und RSTAB 8 durchzuführen, sollte unter "Lastfälle und Kombinationen bearbeiten" im Register "Kombinationsregeln" die Option "Anzahl der Lastfälle reduzieren..." aktiviert und entsprechend die Gruppen für die Stützenstäbe nur für die Normalkraft entwickelt werden lassen. Das Programm berücksichtigt dann diese Information für die Ermittlung der nötigen Kombinationen.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Lastfallmitglieder der Gruppen über ein Größenkriterium auszuschließen. Mittels dieser Zusatzoption können nicht einflussreiche Lastfälle ausgeschlossen werden.

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