Bild 1 zeigt die in RFEM 6 verfügbaren Modelltypen.
3D-Modelltyp
Der erste Modelltyp basiert auf der Berücksichtigung aller drei Dimensionen einer Struktur. Bei einem räumlichen 3D-Modelltyp wie in Bild 2 gezeigt hat das Modell sechs Freiheitsgrade und es stehen alle drei Arbeitsebenen (XY, XZ und YZ) zur Verfügung.
Die Vorteile der 3D-Modellierung sind vielfältig. In erster Linie verfügen nicht alle Gebäude über ein regelmäßiges Raster, was die Möglichkeit der Teilung in Teilkonstruktionen mit klarer und kontrollierter Lastabtragung einschränkt. Zweitens ist die Auswertung des globalen Stabilitätsversagens am Gesamtmodell einer Untersuchung am ebenen 2D-Modell vorzuziehen.
Auch für die Berücksichtigung räumlicher Eigenformen und zufälliger Torsion sowie die Überlagerung seismischer Anregungen in X- und Y-Richtung ist die dreidimensionale Modellierung für die Erdbebenberechnung oder sonstige dynamische Analysen zu bevorzugen. Im Hinblick auf moderne Planungsmethoden sind 3D-Modelle für den Einsatz von Building Information Modeling unerlässlich.
2D-Modelltypen
RFEM 6 bietet die Möglichkeit, Strukturen zu vereinfachen und mit ebenen (2D) Modellen zu arbeiten. Der Vorteil dieser Modelltypen liegt in dem geringeren Eingabeaufwand aufgrund begrenzter Koordinaten und Freiheitsgrade. Da ein 2D-Modell nur in einer Ebene gezeichnet werden kann und drei Freiheitsgrade hat, sind Modellierung und Berechnung weniger zeit- und größenaufwendig.
Die Verwendung des Modelltyps 2D|XZ|Ebene Spannung empfiehlt sich für ebene Rahmenkonstruktionen, wenn die Lasten in Richtung der Flächenebene wirken, während der Typ 2D|XY|Platte für ebene Plattenstrukturen, die senkrecht zur Flächenebene beansprucht werden, wie in Bild 3 gezeigt, geeignet ist.
Somit stehen die ersten Zeichen des Modelltyps (z.B. 2D) für die Eingabe des Systems, die zweiten (z.B. XZ/XY) für die Ebene, in der das statische System modelliert wird. Es können auch 2D-Modelltypen gewählt werden, die eine Modellierung in einer Ebene ermöglichen, jedoch mit einem dreidimensionalen Lastansatz und daraus resultierenden 3D-Schnittgrößen und Verformungen.
1D-Modelltypen
In RFEM 6 kann auch mit einem eindimensionalen Modelltyp gearbeitet werden, bei dem Strukturen durch eine einzige Achse dargestellt werden. Dieser Modelltyp ermöglicht eine ausschließlich eindimensionale Modellierung; damit wird der Eingabeaufwand noch stärker reduziert. Dennoch bietet RFEM 6 den Modelltyp 1D|X|3D an, bei dem ein dreidimensionaler Lastangriff und daraus resultierende Schnittgrößen möglich sind.
Praxisbeispiel
Die Verwendung des Modelltyps 2D|XZ|3D in RFEM 6 wird an einem Stahlverband demonstriert, der in Bild 5 dargestellt ist. Der zweidimensionale ausgesteifte Rahmen, an dem zwei Knotenkräfte von 150 kN in Z-Richtung anliegen, wird in der XZ-Ebene modelliert. Zusätzlich liegt am Tragwerk eine Last von 1 kN in Y-Richtung vor, was die Notwendigkeit berücksichtigt, auch Auslenkungen aus der Ebene zu berücksichtigen.
Bei der ebenen Modellierung wird diese Betrachtung generell nicht zugelassen; der Modelltyp 2D|XZ|3D in RFEM 6 bietet jedoch die Möglichkeit, alle sich aus der aufgebrachten Last ergebenden Verformungen zu berücksichtigen. Daher sind die Schnittgrößen und Verformungen dreidimensional, obwohl die Modellierung in einer 2D-Umgebung erfolgt.
