Praktisches Beispiel
Die in diesem Artikel als Beispiel gezeigte Struktur besteht aus Stahlbetonplatten und Mauerwerkswänden, die in RFEM 6 als Flächen mit entsprechenden Öffnungen für Türen und Fenster modelliert wurden ( Bild 1). Die Länge der Außenwände beträgt 9,880 m entlang der globalen Y-Achse und 9,480 m entlang der globalen X-Achse. Die Gesamthöhe des Gebäudes beträgt 6,1 m.
Um mit dem Add-On Mauerwerksbemessung zu arbeiten, müssen Sie es zunächst in den "Basisdaten" des Modells aktivieren. Sie können auch die Norm für die Mauerwerksbemessung in der Registerkarte "'Normen I" desselben Fensters auswählen, wie in Bild 2 dargestellt, und so die Bemessung vornehmen. Bitte beachten Sie, dass die Implementierung verschiedener Normen und zugehöriger nationaler Anhänge für die Mauerwerksbemessung in RFEM 6 noch in Bearbeitung ist und die zugehörige Datenbank daher ständig erweitert wird.
Als Nächstes müssen Sie die Materialien definieren, die Sie verwenden möchten. Dazu müssen Sie im Fenster "Materialien" auf der Registerkarte "Basis" den Materialtyp "Mauerwerk" auswählen. Neben der Definition des Materials und seiner Eigenschaften wie Elastizitätsmodul, spezifisches Gewicht/Masse und Wärmeausdehnungskoeffizient müssen Sie dem Material auch das entsprechende Materialmodell zuweisen.
Daher wird das orthotrop-plastische Materialmodell (Bild 3) als relevante Darstellung des Mauerwerksmaterials im Hinblick auf die Berechnung und Bemessung gemäß Eurocode ausgewählt.
Auf der Registerkarte "Standardklassifizierung" im Fenster "Materialien" können die Parameter für die Kombination der Materialien (d. h. Mauerwerk, Stein und Mörtel) festgelegt werden, die verwendet werden sollen.
Diese Informationen finden Sie in den Katalogen der Hersteller und können in das folgende Fenster eingetragen werden (Bild 4). Sie haben auch die Möglichkeit, einen partiellen Sicherheitsfaktor auf der Materialseite zu definieren und gefüllte Kopfgelenke zu berücksichtigen, die bei Stürzen über Öffnungen verwendet werden.
Basierend auf diesen Daten werden die Parameter für das Materialmodell automatisch berechnet und im nächsten Reiter des Fensters "Materialien" angezeigt (Bild 5). Dazu gehören Parameter sowohl in X- als auch in Y-Richtung wie Elastizitätsmodul, Poisson-Verhältnis, maximale Druckfestigkeit, maximale Zugfestigkeit, Wärmeausdehnungskoeffizient usw. Daher ist es wichtig, dass die lokale Y-Richtung der Wände der Richtung der Last entspricht.
Es gibt noch eine weitere Möglichkeit, Materialien zu definieren. Wählen Sie diese direkt aus der Materialbibliothek aus. Wie dies funktioniert, sehen Sie in Bild 6. Wenn Sie die verfügbaren Materialien nach dem Materialtyp "Mauerwerk" filtern, können Sie das gewünschte Material ganz einfach aus der ständig wachsenden RFEM 6-Datenbank auswählen, die Ihnen eine Vielzahl an Optionen bietet. Für jedes Material in der Liste können Sie die Materialdetails anzeigen lassen, wie in Bild 7 dargestellt.
Nachdem die Materialien definiert wurden, können Sie die entsprechenden Dicken wie in Bild 8 dargestellt erstellen. In diesem Beispiel werden zusätzlich zur Dicke der Betonplatten zwei weitere Dicken erstellt: 380 mm für die Außenwände und 250 mm für die Innenwände. Die Außenwand besteht aus Porotherm 38 Plan und Dünnbettmörtel (1–3 mm), die Innenwand aus Porotherm 25–38 Plan und Dünnbettmörtel (1–3 mm).
Um die Wandstärken den entsprechenden Wänden auf einfache Weise zuzuweisen, können Sie zwei separate Objektauswahlen erstellen: eine für die Außenwände und eine für die Innenwände. Wählen Sie dazu die gewünschten Objekte aus und klicken Sie mit der rechten Maustaste darauf, um eine Objektauswahl zu erstellen. Dies ist in Bild 9 dargestellt. Dort sehen Sie auch, dass die lokale Y-Achse der Wände tatsächlich die Richtung der einwirkenden Last ist.
Auf diese Weise können Sie den Außen- und Innenwänden ganz einfach die entsprechenden Dicken zuweisen. Bild 10 zeigt die Zuweisung der Dicke zu den Außenwänden.
Der letzte Schritt des Modellierungsprozesses, der in diesem Artikel behandelt wird, ist, dass man den Öffnungen der Struktur besondere Aufmerksamkeit widmen muss. Dies ist auf die sehr geringe Zugfestigkeit des Materials zurückzuführen, welche sich negativ auf die oberen Bereiche der Öffnungen auswirken könnte.
Um dies zu vermeiden, sollten Sie neue Bauteilelemente definieren und diese über den Öffnungen, also Türen und Fenstern, platzieren. In diesem Beispiel werden Betonbalken erstellt und allen Fenster- und Türöffnungen zugewiesen (siehe Bild 11).
Abschließende Bemerkungen
Mit dem Add-On Masonry Design können Sie Mauerwerkstrukturen in RFEM 6 modellieren und bemessen. Durch die Implementierung eines nichtlinearen Materials zur Beschreibung des Tragverhaltens von Mauerwerk und der verschiedenen Versagensmechanismen können Sie nicht nur komplexe Mauerwerkstrukturen darstellen, sondern auch statische und dynamische Analysen durchführen.
Sie können die Mauerwerksstruktur direkt in RFEM eintragen und modellieren. Darüber hinaus können Sie ganze Gebäudemodelle in Verbindung mit Mauerwerk entwerfen, da das Materialmodell für Mauerwerk mit allen gängigen Add-Ons von RFEM kombiniert werden kann. Der Berechnungsprozess und die Auswertung der Ergebnisse werden in einem der nächsten Knowledge-Base-Artikel behandelt.
