Der Bauablauf
Der Endzustand der Konstruktion wird durch das Hinzufügen von Strukturelementen in nachfolgenden Bauabschnitten erreicht. Dieser sogenannte Bauablauf ermittelt, welche Bauteile in welchem Bauzustand aktiv sind.
Neben dem im jeweiligen Bauzustand wirksamen Eigengewicht einzelner Bauteile können auch die Struktur oder einzelne Teile eine Belastung aufgrund von Umweltbedingungen und der Bauweise an sich erfahren.
Somit sollten sowohl das Eigengewicht als auch zeitlich begrenzte Lasten berücksichtigt und in den Baugrund implementiert werden. Darüber hinaus ergeben sich durch die mit dem Bauablauf verbundenen Beanspruchungen des Tragwerks beziehungsweise seiner einzelnen Bauteile Verformungen, die ebenfalls berücksichtigt werden sollten. Durch die Vernachlässigung des Einflusses des Bauablaufs können Fehler in der Berechnung von Gesamtmodellen entstehen.
Add-On Analyse von Bauzuständen (CSA) in RFEM 6
Zur Berücksichtigung des Bauablaufs von Tragwerken (Stab-, Flächen- und Volumentragwerke) steht in RFEM 6 das Add-On Analyse von Bauzuständen (CSA) zur Verfügung. Es eignet sich hervorragend, um einzelne Bauzustände abzubilden und die Struktur bis zur statischen Bemessung zu analysieren (Bild 1).
Die Definition der Bauzustände erfolgt komfortabel über die Zuordnung der einzelnen Bauteile und Lastfälle zu den entsprechenden Bauzuständen (Bild 2). Stab-, Flächen- und Volumenelemente sowie deren Eigenschaften (z. B. Stab- und Liniengelenke, Freiheitsgrade für Lager etc.) können hinzugefügt, entfernt, modifiziert und wieder aktiviert werden.
Somit können statische Veränderungen, wie sie beim sukzessiven Verpressen von Brückenträgern oder bei Stützensenkungen auftreten, mit dem Add-On Analyse von Bauzuständen (CSA) einfach in RFEM 6 modelliert werden. Mit diesem Add-On lassen sich auch nichtlineare Effekte wie Zugstabausfall und nichtlineare Lager berücksichtigen.
Das Add-On Analyse von Bauzuständen ermöglicht dem Benutzer, spezifische Analyseoptionen einzustellen, wie in Bild 3 dargestellt. Mittels der Kombinatorik können ständige und nicht-ständige Lasten in Lastkombinationen überlagert werden. So ist es z. B. möglich, die maximalen Schnittgrößen aus verschiedenen Kranstellungen zu ermitteln oder nur in einem Bauzustand vorhandene Montagelasten zu berücksichtigen.
Die Berechnung basiert auf dem Vergleich zwischen entstehenden Geometriedifferenzen des idealen Systems und dem aufgrund des vorhergehenden Bauzustandes verformten Systems. Damit baut der nachfolgende Bauzustand auf dem statischen System des vorhergehenden Bauzustandes auf.
Ergebnisse
Abschließend stehen Ergebnisse in Form der einzelnen Bauzustände numerisch und grafisch zur Verfügung (Bild 4). Die Bauzustände können in der Kombinatorik berücksichtigt und auch in die Bemessung einbezogen werden. Zudem lassen sich sämtliche Struktur- und Belastungsdaten für jeden Bauzustand dokumentieren und in das Ausdruckprotokoll exportieren.
Schlussbemerkungen
Für die Berücksichtigung des Bauprozesses von Tragwerken (d. h. Darstellung einzelner Bauzustände und Analyse des Tragwerks bis hin zur statischen Bemessung) wird in RFEM 6 das Add-On Analyse von Bauzuständen (CSA) angeboten.
Bauteile, aber auch Lastfälle lassen sich einfach dem entsprechenden Zustand zuordnen. Tatsächlich können Strukturänderungen modelliert werden, indem Elemente und deren Eigenschaften hinzugefügt, entfernt, modifiziert und wieder aktiviert werden.
Die Möglichkeit, eine automatische und manuelle Kombinatorik mit Lastkombinationen in den einzelnen Bauzuständen zu erstellen, ermöglicht die Berücksichtigung von Montagelasten, Montagekränen usw. Das Add-On ermöglicht auch die Berücksichtigung nichtlinearer Effekte (z. B. nichtlineare Lagerungen, Zugstabversagen usw.) sowie die Interkation mit anderen Add-Ons.
Die Ergebnisse der einzelnen Bauzustände lassen sich sowohl grafisch als auch tabellarisch darstellen und in das Ausdruckprotokoll exportieren. Die Bauzustände können in der Kombinatorik berücksichtigt und darüber auch bei der Bemessung mit einbezogen werden.
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