Reduzierung der Anzahl von Lastkombinationen in RFEM 6

Fachbeitrag zum Thema Statik und Anwendung von Dlubal Software

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Fachbeitrag

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26. September 2022

001763

Irena Kirova

Fachbeitrag

Allgemein

RFEM 6

Tragwerke, für die eine statische Berechnung durchgeführt werden soll, werden in der Regel durch bestimmte Einwirkungen belastet. Die auf das Modell wirkenden Lasten werden in Lastfällen organisiert und verwaltet. Diese Lastfälle können in Lastkombinationen überlagert werden. In RFEM 6 ist es möglich, solche Kombinationen mit Hilfe des Kombinationsassistenten automatisch zu generieren. Mit dem Kombinationsassistenten können Lastfälle zu Kombinationen überlagert werden, indem die normenspezifischen Kombinationsregeln angewendet werden. Damit unterstützt er Sie bei der Zuweisung von Lasten zu Einwirkungskategorien, anhand derer die Lastfälle später kombiniert werden.

Der Kombinationsassistent ist im Dialog "Lastfälle und Kombinationen" standardmäßig aktiviert (Bild 1). Außerdem ist das Kontrollfeld "Normen für Kombinationsassistent und Klassifizierung" aktiviert, sodass die Auswahl der Normengruppe und des Nationalen Anhangs möglich ist, nach denen die Lasten klassifiziert und kombiniert werden. Die Norm, die Sie in den Basisangaben des Modells festgelegt haben, ist voreingestellt, Sie können jedoch jede Norm und jeden Anhang aus den Listen auswählen.

Der Kombinationsassistent verwaltet nach seiner Aktivierung die Angaben, nach denen die Kombinationen unter Berücksichtigung der Bemessungssituationen gebildet werden. Es können mehrere Kombinationsassistenten definiert und den Bemessungssituationen zuweisen werden (Bild 2).

Auf diese Weise werden Einwirkungs- und Lastkombinationen gemäß den Kombinationsregeln der Norm automatisch erzeugt. Es ist jedoch immer daran zu denken, dass die Kombination der Einwirkungen darauf abzielen sollte, für jede Stelle des Tragwerks die jeweils ungünstigste Lastkombination für die Bemessung zu finden. Das bedeutet, dass sich mit jedem zusätzlichen Lastfall, der eine verändernde Wirkung aufweist, die Anzahl der möglichen Kombinationen erhöht, was ebenfalls einen erhöhten Berechnungsaufwand zur Folge hat. Es sollte daher angestrebt werden, die Menge an Lastkombinationen zu verringern und damit die Effizienz der statischen Berechnung zu verbessern.

In RFEM 6 ist es möglich, die Anzahl der zu untersuchenden Lastkombinationen automatisch zu reduzieren. Dies kann im Kombinationsassistenten über die Aktivierung der Option "Anzahl der generierten Kombinationen reduzieren" erfolgen (Bild 3).

Genauer gesagt bedeutet die Aktivierung dieser Option, dass die Ergebnisse der einzelnen Lastfälle im Hinblick auf das "maximale" oder "minimale" Ergebnis des konkreten Lastfalls berücksichtigt werden. Ausgehend von dieser Berücksichtigung werden die Lastfälle in einen Satz von Lastfällen mit positiven (+) Ergebnissen und einen Satz mit negativen (-) Ergebnissen eingeteilt. Aus diesen Lastfallsätzen werden anschließend die Lastkombinationen generiert, deren Anzahl deutlich kleiner ist als ohne Aktivierung der Option zur Reduzierung. Dies soll am Beispiel in Bild 4 näher erläutert werden, bei dem der Kombinationsassistent auf "Aktiv" gestellt und die Norm EN 1990 für Kombinationsassistent und Klassifizierung [1] ausgewählt ist.

Die für das Tragwerk definierten Lasten sind in Bild 5 dargestellt. Dazu gehören: Eigengewicht, Nutzlast in (+)- und (-)-Richtung, Schneelast in (+)- und (-)-Richtung und zwei Temperaturlasten. Sie sind in einzelne Lastfälle gegliedert und in Einwirkungskategorien eingeteilt, damit sie normgerecht und unter Berücksichtigung der einzelnen Bemessungssituationen überlagert werden können.

Zunächst soll untersucht werden, wie viele Lastkombinationen für den Grenzzustand der Tragfähigkeit erzeugt werden, wenn die Option zur Reduzierung nicht aktiviert ist. In diesem Fall listet das Programm 13 Einwirkungskombinationen gemäß der gewählten Norm (EN 1990) auf, die dann 105 Lastkombinationen ergeben (Bild 6).

Wird dagegen die Reduzierung der Lastkombinationen wie in Bild 3 gezeigt aktiviert, untersucht das Programm die Ergebnisse der einzelnen Lastfälle und unterteilt sie in einen Satz Lastfälle mit positiven (+) Ergebnissen und einen Satz Lastfälle mit negativen (-) Ergebnissen. Beispielsweise führen die Lasten, die für dieses Modell definiert wurden (Bild 5), zu Durchhangmomenten (My), deren Werte in Bild 7 zusammengefasst sind. Wie man sehen kann bilden LF1, LF2, LF4, LF6 und LF7 den Satz Lastfälle mit positiven (+) Ergebnissen (rot markiert), während LF3 und LF5 den Satz Lastfälle mit negativen (-) Ergebnissen darstellen (blau markiert).

Wie bereits oben im Text näher ausgeführt, werden die Lastkombinationen nun aus diesen Lastfallsätzen generiert. Da mit LF1 eine ständige Einwirkungskategorie festgelegt ist, wird dieser Lastfall bei dem Satz Lastfälle mit negativen (-) Ergebnissen zusätzlich berücksichtigt. Wie Bild 8 zeigt werden so nur 5 Lastkombinationen generiert, was deutlich weniger ist als die 105 zuvor erzeugten Lastkombinationen (also ohne Aktivierung der Reduzierungsoption).

Zusammenfassung

Der Kombinationsassistent in RFEM 6 unterstützt Sie dabei, Lastfälle normkonform einzuteilen und in Einwirkungs- und Lastkombinationen zu überlagern. Da mit jedem weiteren Lastfall die Anzahl der möglichen Kombinationen steigt, können Sie die Anzahl der Lastkombinationen reduzieren und damit den Berechnungsaufwand verringern. Dafür muss die Option "Anzahl der generierten Kombinationen reduzieren" im Kombinationsassistenten aktiviert werden. Bei Aktivierung dieser Option untersucht das Programm die Ergebnisse der einzelnen Lastfälle und teilt diese in einen Satz Lastfälle mit positiven (+) Ergebnissen und einen Satz Lastfälle mit negativen (-) Ergebnissen ein. Aus diesen Lastfallsätzen werden schließlich die Lastkombinationen generiert, deren Anzahl deutlich geringer ist als ohne Aktivierung der Option zur Reduzierung, was zu einer kürzeren Berechnungszeit und einer höheren Berechnungseffizienz führt.

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

Lastkombinationen Kombinationsassistent Reduzierung Lastfälle

Literatur

[1]   Eurocode 0: Grundlagen der Tragwerksplanung; DIN EN 1990:2010-12

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  • Aktualisiert 10. Oktober 2022

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RFEM 6
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Basisprogramm

Die Statik-Software RFEM 6 ist die Basis einer modular aufgebauten Programmfamilie. Das Hauptprogramm RFEM 6 dient zur Definition der Strukturen, Materialien und Einwirkungen ebener und räumlicher Platten-, Scheiben-, Schalen- und Stabtragwerke. Mit dem Programm können auch Mischsysteme sowie Volumen- und Kontaktelemente bemessen werden.

Erstlizenzpreis
4.450,00 EUR