Aktivierung
Die Aktivierung der Vorbemessung erfolgt in der Tragfähigkeitskonfiguration. Der entsprechende Haken ist im Abschnitt "Allgemein" zu finden. Eine Vorbemessung erfolgt für alle Anschlüsse, denen eine Tragfähigkeitskonfiguration mit aktivierter Vorbemessung zugewiesen ist.
Reduktion der Lastkombinationen
Die Reduzierung des Rechenaufwandes erfolgt durch eine Reduktion der zu bemessenden Lastkombinationen. Eine vollständige Bemessung erfordert, dass alle Laststellungen aus den wirkenden Lastkombinationen an allen Knoten des Anschlusses untersucht werden. Die Menge der wahrscheinlich maßgebenden Laststellungen lässt sich allerdings auf eine wesentlich kleinere Anzahl beschränken, wobei folgende Annahmen gelten:
- Die Lastkombinationen, die die größten Schnittlastkomponenten in den anschließenden Stabenden bewirken, sind auch für den Anschluss maßgebend
- Bei gleichgerichteten Schnittlasten, sind die betragsmäßig größten Lasten maßgebend
- Tritt eine extremale Schnittlastkomponente (bei einer Toleranz von 0,1 % des Betrages) unter zwei Laststellungen auf, so sind beide als maßgebend anzunehmen
- Schnittlasten der Größenordnung +/- 1 N bzw. 1 Nm sind vernachlässigbar
- Es werden nur die Stabenden einbezogen, die im Submodell nicht gelagert sind
Die unter diesen Annahmen identifizierten Lastkombinationen beinhalten für die meisten Fälle tatsächlich alle maßgebenden. Es kann aber nicht ausgeschlossen werden, dass durch eine unübliche Laststellung einzelne signifikante Kombinationen vernachlässigt werden. Daher ist das Verfahren nur zur Vorbemessung geeignet.
Anwendungsbeispiel
An diesem einfachen Beispiel eines zweiseitigen Stützenanschlusses wird die Effektivität und Funktionsweise veranschaulicht. Die auf ein Stahlrahmentragwerk einwirkenden Nutz-, Wind- und Schneelasten in 21 Lastkombinationen resultieren in den folgenden Schnittlasten am betrachteten Anschlussknoten.
In der Tabelle sind alle Zeilen markiert, die nach den oben erläuterten Annahmen als maßgebende Lastkombinationen ermittelt werden. Der Stützenfuß wird als gelagert angenommen, wodurch die Lasten im unteren Teil der Stütze nicht berücksichtigt werden. Dazu kommt der Fall, dass LK 11 im Stab 4 eine maximale Querkraft in z von 28,243 kN erwirkt, welche innerhalb der 0,1 %-Toleranzgrenze um die maximale Querkraft in z der Bemessungssituation in LK 13 (28,268 kN) liegt. Dies resultiert in den reduzierten, wahrscheinlich maßgebenden Lastkombinationen 6, 7, 8, 9, 11 und 13, welche so auch in der Tabelle 'Zusammenfassung der Vorbemessung' angegeben werden. Damit verringern sich die zu untersuchenden Kombinationen von 21 auf 6.
Ein Vergleich der Ausnutzungen der Anschlusskomponenten mit der vollständigen Bemessung zeigt, dass die tatsächlich kritisch beanspruchten Komponenten bereits auf Basis der Vorbemessung korrekt dimensioniert werden können. Die Ausnutzung einer Schraube der Sirnplattenverbindung wird dagegen um 0,8 % unterschätzt. Die hier maßgebende Lastkombination LK 3 wurde durch die Vorbemessung nicht identifiziert. Hier wird die Sensibilität der Methode auf spezielle Laststellungen deutlich, wobei der Fehler in diesem, wie auch den meisten anderen typischen Anwendungsfällen vernachlässigbar ist.
