Ein neuartiger Ansatz zur Bemessung von Stahlanschlüssen in RFEM 6

Fachbeitrag zum Thema Statik und Anwendung von Dlubal Software

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Fachbeitrag

Eine der Neuerungen in RFEM 6 ist der Ansatz zur Bemessung von Stahlanschlüssen. Im Gegensatz zu RFEM 5, bei dem die Bemessung von Stahlanschlüssen auf einer analytischen Lösung basiert, bietet das Add-On Stahlanschlüsse in RFEM 6 eine FE-Lösung für Stahlanschlüsse an.

Erzeugen von Stahlanschlüssen

Stahlanschlüsse können in RFEM 6 über die einfache und gewohnte Eingabe von Komponenten erzeugt werden. Zu den Anfangsdaten gehören die Auswahl der Knoten im RFEM-Modell und automatische Erkennung und Zuordnung der am Knoten anschließenden Stäbe. Viele vordefinierte Komponenten zur einfachen Eingabe typischer Anschlusssituationen sind verfügbar (z. B. Stirnplatten, Stegwinkel, Fahnenblech). Für die Eingabe komplexer Anschlusssituationen stehen universell einsetzbare Basiskomponenten (Bleche, Schweißnähte, Hilfsebenen) zur Verfügung.

Die Einstellungen der einzelnen Komponenten können einfach definiert und angepasst werden. Zusätzlich können Änderungen in Bezug auf anschließende Stäbe und Bleche erfolgen. Die so definierte Reihe an Komponenten kann als Vorlage gespeichert und zur weiteren Verwendung in der benutzerdefinierten Bibliothek abgelegt werden.

An dieser Stelle können die Bemessungsparameter über die Konfigurationseinstellungen festgelegt werden. Eine Plausibilitätskontrolle kann ebenfalls durchgeführt werden, um den Anschluss zu untersuchen und fehlende Eingaben, Plattenkollisionen, fehlerhafte Schweißnähte usw. zu erkennen.

Bemessung von Stahlanschlüssen

Der Vorteil einer Analyse von Stahlanschlüssen in RFEM 6 ist die automatische Generierung eines zugehörigen FE-Modells im Hintergrund. Ein Beispiel für dieses Modell ist in Bild 2 dargestellt. Damit besteht die Möglichkeit, beliebige Anschlüsse mit gewalzten und geschweißten Querschnitten zu bemessen. Aktuell sind I-Profile, U-Profile, T-Querschnitte und Winkel verfügbar.

Bei diesem Ansatz wird die Belastung an den ausgewählten Knoten automatisch in das FE-Modell übertragen und anschließend für die Nachweise der Bauteile nach EN 1993-1-8 (inkl. Nationaler Anhänge) verwendet. Somit werden am FE-Modell die Schraubenkräfte sowie die für die Schweißnahtbemessung erforderlichen Spannungen ermittelt und die Bemessung der Schraubentragfähigkeit sowie der Schweißnähte nach dem gewählten Nationalen Anhang durchgeführt. Der Nachweis der Bleche erfolgt plastisch über einen Vergleich der vorhandenen plastischen Vergleichsverzerrung mit der zulässigen plastischen Verzerrung (5% gemäß EN 1993-1-5, Anhang C bzw. benutzerdefinierte Vorgabe).

Ergebnisse

Nach der Bemessung liegen die maßgebenden Ausnutzungen tabellarisch und grafisch vor (siehe Bild 3). Die Ergebnisse im Anschluss sind über die Symbolleiste zugänglich und können separat nach den jeweiligen Komponenten gefiltert werden (Bild 4).

Eine der Neuerungen in RFEM 6 ist die Ausgabe der Nachweisdetails inklusive der verwendeten Nachweisformeln. Die mitgelieferten Formeln können auch in das Ausdruckprotokoll übernommen werden. Eine Übersicht über die Nachweisdetails bei der Bemessung von Stahlanschlüssen ist in Bild 5 dargestellt.

Schlussbemerkungen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mit dem Add-On Stahlanschlüsse für RFEM 6 die Analyse von Stahlanschlüssen mittels eines FE-Modells möglich ist. Die Eingabe unterschiedlicher Anschlusssituationen ist über verschiedene Komponenten des Add-Ons möglich. Das dem definierten Anschluss entsprechende FE-Modell wird automatisch im Hintergrund generiert. Die Übergabe der Belastung aller Lastkombinationen an ausgewählten Knoten erfolgt automatisch.

Die am FE-Modell ermittelten Beanspruchungen werden anschließend für die Nachweise der Komponenten nach EN 1993-1-8 (inkl. Nationaler Anhänge) verwendet. Das Add-On kann für die Bemessung beliebiger Anschlüsse verwendet werden; aktuell verfügbar sind gewalzte und geschweißte Querschnitte wie z.B. I-Profile, U-Profile, Winkel- und T-Querschnitte. Zudem besteht keine Beschränkung auf die ebene Beanspruchung, da beim Nachweis alle Schnittgrößen berücksichtigt werden (N, Vy, Vz, My, Mz und Mt).

Abschließend wird ein detaillierter Einblick in die Ergebnisse und die Nachweisführung gegeben. Sowohl die Ergebnistabellen als auch die Nachweisdetails können in das RFEM-Ausdruckprotokoll übergeben werden. Das generierte FE-Modell kann ebenfalls gespeichert und weiter genutzt und analysiert werden.

Autor

Irena Kirova, M.Sc.

Irena Kirova, M.Sc.

Marketing & Customer Support

Frau Kirova ist bei Dlubal zuständig für die Erstellung von technischen Fachbeiträgen und unterstützt unsere Anwender im Kundensupport.

Schlüsselwörter

Stahlanschlüsse

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  • Aktualisiert 10. November 2021

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