Berücksichtigung von Stabimperfektionen in RFEM 6

Tatsächlich schreibt der Eurocode 3 vor, dass ab einer Verzweigungslast kleiner als 10 beim elastischen Nachweis Imperfektionen nach Theorie II. Ordnung berücksichtigt werden müssen. Diese nichtlineare Berechnung in Zusammenhang mit der Abweichung des Bauteils von seiner idealen Form sorgt dann für Schnittgrößen- und Verformungszuwächse gegenüber einer linearen Berechnung.

Mit diesen erhöhten Schnittgrößen und Verformungen kann in vielen Fällen eine wesentlich effizientere Bauteilbemessung gegenüber einer einfachen Bemessung erzielt werden, bei der die Bauteilunvollkommenheit mit Erhöhungsfaktoren einberechnet wird.

Imperfektionsfälle

In RFEM 6 sind die Imperfektionen auf Imperfektionsfälle bezogen, die über das Register Daten des Navigators definiert werden können, wie in Bild 1 dargestellt. Der Imperfektionstyp kann im Imperfektionsfall-Fenster eingestellt werden. Die verfügbaren Imperfektionstypen sind: lokale Imperfektionen, Ersatzlasten aus einem Lastfall, Anfangsschiefstellung über Tabelle, statische Verformung und Gruppe der Imperfektionsfälle (Bild 2). Um die Abweichung des Stabes von seiner idealen Form abzubilden, ist es wichtig, als Imperfektionstyp lokale Imperfektionen auszuwählen.

Im Register Zuordnung kann der Imperfektionsfall dann vorhandenen Lasten und/oder Lastkombinationen zugewiesen werden (Bild 3). Alternativ kann der Imperfektionsfall in Form von Lastfällen und/oder Lastkombinationen über die Maske Lastfälle und Kombinationen berücksichtigt werden (Bild 4).

Stabimperfektionen

In RFEM 6 kann die Abweichung der Bauteile von ihrer idealen Form über die Stab-/Stabsatzimperfektionen als lokaler Imperfektionstyp abgebildet werden (Bild 5). Diese Stabimperfektionen können als Vorverdrehung oder Vorkrümmung definiert werden (Bild 6). Dabei simuliert die Vorverdrehung ein Bauteil über seine gesamte Länge als geneigt, während die Vorkrümmung ein gerades Bauteil als Verkrümmung simuliert (Bild 7). Für letztere können auch Wirkungskriterien festgelegt werden (z. B. immer nach Norm oder bezogen auf manuell definierte Stabschlankheiten).

Sowohl Vorverdrehung als auch Vorkrümmung können als absolute oder relative Werte definiert werden. Zudem können diese nach den Normen definiert werden, die unter "Definitionstyp" zur Auswahl stehen. Zuletzt ist noch das lokale Koordinatensystem oder Hauptaxensystem und die Richtung festzulegen, für die die Imperfektion simuliert werden soll.

Schlussbemerkungen

In RFEM 6 kann die Abweichung eines Bauteils von einer idealen Form durch Stabimperfektionen simuliert werden. Zunächst ist der Imperfektionsfall mit dem Imperfektionstyp "Lokale Imperfektionen" anzulegen und auf vorhandene Lasten und/oder Lastkombinationen zu beziehen. Die Stabimperfektionen können später in Form von separaten Imperfektionsfällen definiert werden. Diese Imperfektionen können durch Vorverdrehung oder Vorkrümmung in Bezug auf das lokale Koordinatensystem oder Hauptaxensystem des Stabes dargestellt werden. Für letztere können auch Aktivitätskriterien festgelegt werden.