Dieser Artikel zeigt Ihnen anhand eines praktischen Beispiels, wie Sie eine Biegedrillknickanalyse für die in Bild 1 dargestellte Stahlhalle durchführen können. Sie können diesen Beitrag auch als Fortsetzung des Artikels mit dem Titel
Ermittlung der Lastverzweigungsfaktoren mit dem Add-on Strukturstabilität in RFEM 6
betrachten, in dem gezeigt wird, wie Sie mit dem Add-On Strukturstabilität die Verzweigungslastfaktoren und die zugehörigen Stabilitätsformen für dieses 3D-Modell ermitteln können.
Allerdings wurde in dem oben genannten Beitrag festgestellt, dass aufgrund der Ergebnisse der statischen Analyse die Berücksichtigung der Wölbkrafttorsion bei der Stabilitätsanalyse der Konstruktion erforderlich ist (d.h. die aufgebrachten Lasten führen zu Biegemomenten My, sodass auch ein Biegedrillknickproblem des Hauptträgers zu erwarten ist).
Im Folgenden wird daher erläutert, wie Sie das Add-On Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) in Kombination mit dem Add-On Strukturstabilität verwenden können, um die Querschnittswölbung als zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Stabilitätsanalyse zu berücksichtigen. Dabei ist zu beachten, dass die Berechnung für das gesamte Modell erfolgt, sodass die Steifigkeit benachbarter Stäbe oder definierte Auflagerbedingungen automatisch berücksichtigt werden.
Die Add-Ons Wölbkrafttorsion und Strukturstabilität finden Sie in den Basisangaben, wie in Bild 2 dargestellt. Beachten Sie, dass in RFEM 6 und dem Add-On Wölbkrafttorsion die Verwölbung nur mit Stäben verknüpft ist und daher keine globalen Auflagerbedingungen definiert werden müssen.
Darüber hinaus wird standardmäßig davon ausgegangen, dass die Verwölbung an den Stabenden ungehindert ist. Daher sollten Sie Stabquersteifen verwenden, um Wölbfedern an den Stabenden zu definieren und die Wölbsteifigkeit oder Wölbspannung zu berücksichtigen. Weitere Informationen hierzu finden Sie im Knowledge Base-Artikel
Biegedrillknicknachweise mit dem neuen Add-On Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) für RFEM 6 / RSTAB 9
.
Da davon ausgegangen wird, dass die Verwölbung am Stabende ungehindert ist, findet keine Übertragung des Momentes zwischen benachbarten Stäben statt. Mit anderen Worten: Alle Stäbe werden für die Verwölbungsberechnung einzeln betrachtet (d.h. einzelne Stäbe können sich an ihren Enden frei verwölben). Um die Verwölbung zwischen einzelnen verbundenen Stäben zu übertragen, können Sie einen Stabsatz definieren. In diesem Zusammenhang werden die Hauptträger der betreffenden Stahlhalle als separate Stabsätze definiert, wie in Bild 3 dargestellt.
An dieser Stelle lässt sich eine Parallele zwischen dem Lastangriffspunkt bei der Berechnung von Stäben mit 6 Freiheitsgraden und der Berechnung von Stäben mit 7 Freiheitsgraden ziehen. Wenn nämlich andere Objekte mit einem Stab verbunden sind, der mit 6 Freiheitsgraden berechnet werden soll, werden am Schubmittelpunkt Querkräfte aus anderen Komponenten eingeführt.
Bei der Berechnung von Stäben mit 7 Freiheitsgraden wird jedoch der Anschlusspunkt als im Schwerpunkt (also dem Querschnittsschwerpunkt) liegend betrachtet und die definierten Stablasten werden ebenfalls dort aufgebracht. Um dieses Problem in der Analyse zu beheben, können Sie Stabexzentrizitäten definieren oder Starrstäbe verwenden, um solche Verbindungen zu definieren. In diesem Zusammenhang wird der Lastangriffspunkt in diesem Beispiel mit der in den Bildern 4 und 5 gezeigten Exzentrizität definiert.
Als Nächstes können die Einstellungen für die Stabilitätsanalyse auf die gleiche Weise wie im Knowledge Base-Artikel
Ermittlung der Lastverzweigungsfaktoren mit dem Add-on Strukturstabilität in RFEM 6
beschrieben definiert werden. Das heißt, Sie können die Analysemethode auswählen und die anderen in Bild 6 gezeigten Optionen berücksichtigen.
Wie im oben genannten Artikel erläutert, kann die Stabilitätsanalyse in Bezug auf Lastfälle, Lastkombinationen und Bemessungssituationen betrachtet werden. In diesem Beispiel wird die Stabilitätsanalyse in Bezug auf die Tragfähigkeitsbemessungssituation betrachtet, wie in den Bildern 7 und 8 dargestellt. Daher können Sie diese Bemessungssituation berechnen und Ergebnisse auf die gleiche Weise wie im oben genannten Artikel erhalten.
Schließlich können Sie die Berechnung ausführen und die Ergebnisse der Stabilitätsanalyse unter Berücksichtigung der Wölbkrafttorsion des Querschnitts erhalten. In der Tabelle der Übersicht über die statische Analyse sehen Sie den kritischsten Lastfaktor aller Lastkombinationen (Bild 9) zusammen mit der maßgeblichen Lastkombination, mit der der kritische Lastfaktor (Verzweigungslastfaktor) zusammenhängt. Auf diese Weise können Sie die Stabilitätsanalyseergebnisse für die spezifische Lastkombination öffnen und die zugehörige Eigenform anzeigen.
