Modellieren eines Mastes mit dem Blockmanager

Fachbeitrag

Spezifische Möglichkeiten für die Modellierung und die Bemessung von Mastkonstruktionen bestehen in den Zusatzmodulen RF-/MAST. In diesem Beitrag jedoch wird die Modellierung eines einfachen Gittermastes mit den parametrisierten Katalogelementen des Blockmanagers vorgestellt. Die Mastkonstruktion besteht aus zwei Segmenten und einer Bühne.

Blockmanager

Der Blockmanager ist über das Menü "Datei" → "Blockmanager" oder die zugeordente Schaltfläche aufrufbar. Er enthält verschiedene Katalogelemente, die die Modellierung von Stab- und Flächenobjekten erleichtern.

Bild 01 - Blockmanager mit Katalogelementen aufrufen

Mastsegment unten

Für die Konstruktion im unteren Bereich des Mastes ist folgende Katalog-Kategorie festzulegen:
"Maste" → "Maste - Segmente" → "Rechteckig".
In der Liste rechts kann dann der Typ TSR038 ausgewählt werden.

Bild 02 - Block TSR038 auswählen

Ein Doppelklick auf diesen Blocktyp ruft den Dialog "Block einfügen" auf.

Bild 03 - Parameter des Blocks TSR038 festlegen

In der Regel bestehen Gittermasten aus Winkelprofilen. Die voreingestellten Querschnitte und das Material können bei Bedarf angepasst werden (mit einem Klick auf eine Querschnittszeile wird die Verwendung im Block grafisch dargestellt). Für das Beispiel werden die Profile aber unverändert übernommen.

Die Höhe des Segments ist auf 5,50 m zu ändern. Die Anpassung des Parameters wird in der Grafik dynamisch aktualisiert.

Als "Einfügepunkt des Blocks" ist ein Fußpunkt des Segments geeignet, beispielsweise Knoten 6. Die Nummer des Knotens kann in der Liste ausgewählt oder grafisch durch Anklicken des Fußpunktes festgelegt werden. [OK] übergibt dann das Modell nach RFEM/RSTAB.

Bühne

Zur Auswahl der Bühne ist der Blockmanager erneut zu aktivieren. Es ist folgende Katalog-Kategorie festzulegen:
"Maste" → "Bühnen" → "Für Vierseitige Maste" → "Äußere Bühnen" → "Rechteckig"
Rechts kann dann der Typ PRR000 ausgewählt werden.

Bild 04 - Block PRR000 auswählen

Bild 05 - Parameter des Blocks PRR000 festlegen

Im Dialog sind die Bühnenparameter a und b jeweils auf 2,00 m zu reduzieren, um sie an die oberen Abmessungen des zuvor gesetzten Segments anzugleichen (siehe Bild 03). Alternativ lassen sich die Abstände in RFEM/RSTAB abgreifen: Dies ist über die Schaltfläche […] möglich, die beim Aktivieren des Eingabefeldes erscheint.

Die "Globale Lage des Bezugspunktes" ist auf den Knoten 1 abzuändern. Die Nummer des Knotens, an dem die Bühne eingefügt werden soll, kann in der Liste ausgewählt oder über die Schaltfläche grafisch im Mastmodell bestimmt werden. Mit [OK] wird die Bühne nach RFEM/RSTAB übergeben.

Mastsegment oben

Der obere Abschluss der Mastkonstruktion wird wieder über den Blockmanager erzeugt:
"Maste" → "Maste - Segmente" → "Rechteckig"
Es ist der Typ TSR035c auszuwählen.

Bild 06 - Block TSR035c auswählen

Bild 07 - Parameter des Blocks TSR035c festlegen

Als "Einfügepunkt des Blocks" ist der Knoten 2 festzulegen. Dies kann durch Anklicken des vorderen Fußpunktes grafisch erfolgen.

Die "Globale Lage des Bezugspunktes" ist wieder auf den Knoten 1 des RFEM-/RSTAB -Modells zu setzen.

Die Höhe h ist auf 4,00 m zu ändern, die unteren Abstände a2 und b2 auf 2,00 m und die oberen Abstände a1 und b1 auf 1,00 m.

Nach [OK] sieht das Mastmodell wie im Bild 08 dargestellt aus.

Bild 08 - Mastmodell in RSTAB

Beim Zusammenfügen der Blöcke können Knoten mit identischen Koordinaten entstehen. Um das Modell zu bereinigen, sollte daher eine entsprechende Kontrolle erfolgen:
"Extras" → "Modellkontrolle" → "Identische Knoten"

Bild 09 - Identische Knoten bereinigen

Im Dialog "Identische Knoten" werden die übereinanderliegenden Knoten ausgewiesen. Der Dialog bietet auch die Möglichkeit, diese Knoten zu vereinen.

Das Mastmodell kann anschließend über weitere Katalogelemente wie Antennenträger, Kabelschächte, Querträger oder Ausfachungen erweitert werden. Auch diese Bausteine sind mit Parametern hinterlegt.

Zusammenfassung

Gittermaststrukturen lassen sich komfortabel anhand parametrisierter Katalogelemente des Blockmanagers modellieren. Die Bibliothek der Systembauteile ist auch benutzerdefiniert erweiterbar, sodass Varianten wiederkehrender Modelle schnell anhand von Bausteinen erzeugt werden können.

Alternativ bieten sich die Möglichkeiten der diversen RF-/MAST-Module an, die auf die Planung und Bemessung von Masten abgestimmt sind. Damit lassen sich auch die spezifischen Erfordernisse der Lastaufbringung erfassen. Die RF-/MAST-Module werden in einem Webinar vorgestellt.

Literatur

[1] Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 3-1: Türme, Maste und Schornsteine - Türme und Maste; EN 1993-3-1:2006 + AC:2009
[2] Handbuch RF-/MAST. Tiefenbach: Dlubal Software, August 2017. Download

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