Im Zusatzmodul Gebäudemodell von Dlubal ist die Auswahl des passenden Stockwerktypes entscheidend für die genaue Modellierung des Verhaltens eines Gebäudes. Jeder Stockwerktyp dient spezifischen Zwecken und beeinflusst die Analyse und Ergebnisse. Ob Sie sich auf das dynamische Verhalten konzentrieren, die strukturelle Komplexität vereinfachen oder sekundäre Elemente modellieren – die Wahl des richtigen Stockwerktypes gewährleistet präzise Ergebnisse. Dieser Artikel bietet einen Überblick über die verschiedenen im Zusatzmodul verfügbaren Stockwerktypen und hebt deren jeweilige Anwendungsfälle hervor.
1. Standard-Stockwerktyp
Der Standard-Stockwerktyp wird verwendet, wenn spezifische Ergebnisse, wie Masse und Stockwerk-für-Stockwerk-Ausgaben, erforderlich sind, jedoch detaillierte lokale Analysen von Decken und Wänden ausgeschlossen werden. Er eignet sich besonders für allgemeine Beurteilungen des dynamischen Gebäudeverhaltens, bei denen der primäre Fokus auf der Gebäudemasse und der Leistung in dynamischen Szenarien liegt.
Das Modell wird mit einer globalen 3D-Berechnung analysiert, ohne partielle 2D-Analysen für Decken und Wände. Dies führt zur Erstellung von Tabellen für die dynamische Analyse, wobei der Schwerpunkt auf dem allgemeinen dynamischen Verhalten des Gebäudes während Szenarien wie seismischer Aktivität liegt, ohne auf lokale Verformungen oder Biegung einzugehen.
Real-World-Szenario:
Betrachten Sie ein Bürohochhaus, das einer seismischen Analyse unterzogen wird. In diesem Szenario liegt der Fokus auf der Gesamtgebäudemasse und wie sie auf dynamische Lasten reagiert. Die Analyse wird global durchgeführt und liefert einen allgemeinen Überblick über das dynamische Verhalten des Gebäudes während eines Erdbebens, anstatt eine detaillierte Analyse der Verformungen einzelner Stockwerke. Hier kommt der Standard-Stockwerktyp zur Geltung, da er den Prozess vereinfacht und sich auf die Gebäudemasse anstatt auf lokale Steifigkeitseffekte konzentriert.
2. Starres Diaphragma
Der Stockwerktyp Starres Diaphragma geht davon aus, dass die Decken in der 3D-Berechnung unendliche Steifigkeit besitzen, was bedeutet, dass die Ergebnisse zwischen Decken und Wänden getrennt sind. Er ist ideal für traditionelle Strukturanalysen, bei denen die Flexibilität der Stockwerke keine kritische Überlegung ist. Starre Verbindungen werden an jedem FE-Knoten angewendet, um die horizontalen Verschiebungen zu koppeln. Während die Flexibilität nicht erfasst wird, vereinfacht dieser Typ das Modell für eine effizientere Analyse.
Real-World-Szenario:
Betrachten Sie ein mehrstöckiges Wohngebäude mit Stahlbetondecken. In diesem Szenario wird angenommen, dass die Deckenstärke hoch genug ist, um die Biegung der Decken für die allgemeine Strukturanalyse zu vernachlässigen. Der Stockwerktyp Starres Diaphragma wird gewählt, um das Modell zu vereinfachen und effizienter zu machen, während der Fokus auf dem globalen Verhalten der Struktur liegt.
3. Halbsteifes Diaphragma
Der Stockwerktyp Halbsteifes Diaphragma berücksichtigt die reale Steifigkeit der Decken und widerspiegelt das Konzept eines steifen Diaphragmas. Er berücksichtigt die Flexibilität der Stockwerke in der 3D-Berechnung und bietet eine genauere Darstellung des Verhaltens der Decken unter Lasten wie Wind- oder seismischen Kräften. Im Gegensatz zum Typ Starres Diaphragma sind die FE-Knoten nicht starr an den Schwerpunkt gekoppelt, was ein präziseres Modell ermöglicht.
Dieser Typ ist besonders nützlich, wenn die Steifigkeit und Flexibilität der Stockwerke das strukturelle Verhalten signifikant beeinflussen. Er stellt eine detailliertere und genauere Darstellung der Seitenkräfte und Verformungen sicher.
Real-World-Szenario:
In einem gemischt genutzten Gebäude, das sowohl Büro- als auch Wohnräume enthält, können die Stockwerke unterschiedliche Flexibilitätsgrade aufweisen, insbesondere wenn sie aus Materialien wie Holz bestehen. Der Stockwerktyp Halbsteifes Diaphragma ist hier besonders nützlich, da er die Flexibilität der Stockwerke als Reaktion auf Seitenkräfte wie Wind- oder seismische Lasten berücksichtigt. Dieser Typ ermöglicht ein detailliertes Modell, das die Flexibilität der Stockwerke erfasst, was für genaue Windlast- und seismische Analysen entscheidend ist.
4. Nur Lastübertragung-Stockwerktyp
Der Stockwerktyp Nur Lastübertragung geht davon aus, dass die Decken die Lasten nicht direkt tragen, sondern sie einfach an die tragenden Elemente weiterleiten. Dieser Typ ist ideal für sekundäre Komponenten wie Gitterrostböden oder leichte Dachpaneele, die als Lastverteilungselemente fungieren, ohne zur Gesamtsteifigkeit des Gebäudes beizutragen. In diesem Typ beeinflusst die Deckplatte die Steifigkeit des Gebäudes weder in der Ebene noch außerhalb der Ebene. Stattdessen sammelt sie einfach Lasten und überträgt sie auf andere Elemente im 3D-Modell, wodurch sichergestellt wird, dass die primären tragenden Komponenten nicht unnötig verkompliziert werden.
Real-World-Szenario:
Im Fall eines Stadiondachs mit einer vorgespannten Membranstruktur widersteht das Dach selbst keine Lasten direkt, sondern überträgt die Lasten einfach auf die strukturellen Stützen wie die Spannseile oder Stützpfeiler. Der Stockwerktyp Nur Lastübertragung eignet sich zum Modellieren dieser sekundären Elemente, wie das Membrangewebe oder leichte Paneele, die nur als Lastverteilungskomponenten agieren, ohne zur Gesamtsteifigkeit des Gebäudes beizutragen. Dieser Ansatz stellt sicher, dass das Modell das Verhalten der nichtstrukturellen Dachelemente genau repräsentiert, während unnötige Komplexität in den primären lasttragenden Komponenten vermieden wird.
Flexibilität beim Mischen von Stockwerktypen
Eine der besonderen Eigenschaften des Gebäudemodell-Zusatzes von Dlubal ist die Möglichkeit, verschiedene Stockwerktypen über separate Stockwerke im Modell zu mischen. Dies ermöglicht es Ihnen, das Modell so anzupassen, dass es unterschiedliche Verhaltensweisen auf jedem Stockwerk widerspiegelt, je nachdem, wie Sie erwarten, dass jedes Stockwerk mit dem Rest der Struktur interagiert. Zum Beispiel könnten Sie auf den unteren Stockwerken, wo die Flexibilität der Stockwerke weniger kritisch ist, einen "Starren Diaphragma"-Typ verwenden, während Sie auf den oberen Stockwerken, die eine detailliertere Analyse des Stockwerkverhaltens erfordern, einen "Halbsteifen Diaphragma"-Typ verwenden könnten.
Real-World-Szenario:
In einem Hochhaus mit einer Mischung aus Beton- und Holzböden könnten die unteren Stockwerke aufgrund ihrer höheren Steifigkeit mit dem Stockwerktyp Starres Diaphragma modelliert werden, während die oberen, flexibleren Holzböden mit dem Stockwerktyp Halbsteifes Diaphragma modelliert werden könnten. Dieser hybride Ansatz ermöglicht eine genaue Darstellung des Gesamtverhaltens des Gebäudes und stellt sowohl Effizienz als auch Präzision in der Analyse sicher.
Fazit
Die Wahl des passenden Stockwerktypes im Gebäudemodell-Zusatz von Dlubal ist entscheidend für eine genaue und effiziente Strukturanalyse. Ob Sie das Modell mit dem starren Diaphragma-Typ vereinfachen, die Flexibilität der Stockwerke mit dem halbsteifen Diaphragma-Typ berücksichtigen oder sekundäre Elemente mit dem nur Lastübertragung-Typ modellieren, jede Option ist auf spezifische strukturelle Bedürfnisse zugeschnitten. Das Mischen von Stockwerktypen über verschiedene Stockwerke hinweg verbessert das Modell weiter und stellt sicher, dass es das reale Verhalten genau repräsentiert, während die Effizienz erhalten bleibt. Indem Sie die Stärken jedes Stockwerktypes verstehen, können Sie Ihre Analyse optimieren und ein zuverlässiges strukturelles Modell sicherstellen.