Knowledge Base - Branche: Stahlbetonbau

Dieser Beitrag befasst sich mit der Langzeitdurchbiegung von Betonbauten gemäß ACI 318 und CSA A23.3.

Wenn regelmäßige Strukturen berechnet werden müssen, ist oft die Eingabe nicht kompliziert, sondern zeitaufwändig. Die Automation der Eingabe kann dann wertvolle Zeit sparen. Im vorliegenden Fall ist die Aufgabe, die Geschosse eines Hauses als einzelne Bauzustände zu betrachten. Die Eingabe soll mithilfe eines C# Programms erfolgen, sodass der Nutzer die Elemente der einzelnen Etagen nicht händisch eingeben muss.

In diesem Beitrag wird eine Parallele zwischen der Generierung eines FE-Netzes für separate Objekte mit der Option "Unabhängiges FE-Netz bevorzugt" und einer Generierung ohne diese Option gezogen.

Die Beurteilung der Geschossverschiebung in einem Gebäude ist entscheidend, um eine akzeptable Tragleistung durch Begrenzung der Verschiebungsmenge sicherzustellen. Eine übermäßige Verschiebung kann zu einer Systeminstabilität führen und kann zu Schäden an nichttragenden Bauteilen wie Trennwänden führen. In diesem Beitrag wird das Verfahren zur Ermittlung der Stockwerksverschiebung gemäß ASCE 7-22 und dem Add-On Gebäudemodell in RFEM 6 erläutert.

Der Ermüdungsnachweis nach EN 1992-1-1 ist für tragende Bauteile zu führen, welche großen Spannungsschwingbreiten und/oder vielen Lastwechseln ausgesetzt sind. Die Nachweise für den Beton und für die Bewehrung werden separat geführt. Es stehen zwei alternative Nachweismethoden zur Verfügung.

In diesem Artikel wird für Sie am Beispiel einer Platte aus Stahlfaserbeton beschrieben, welchen Einfluss die Verwendung unterschiedlicher Integrationsmethoden und einer unterschiedlichen Anzahl an Integrationspunkten auf das Berechnungsergebnis hat.

Um einen Unterzug oder Plattenbalken in RFEM 6 und dem Add-On 'Betonbemessung' richtig zu bemessen, ist die Ermittlung der 'Flanschbreiten' bei den Rippenstäben entscheidend. Dieser Beitrag geht auf die Eingabemöglichkeiten bei einem Zweifeldträger und die Berechnung der Flanschabmessungen nach EN 1992-1-1 ein.

Unser Webservice bietet Anwendern wie Ihnen die Möglichkeit, über verschiedene Programmiersprachen mit RFEM 6 und RSTAB 9 zu kommunizieren. Durch die High-Level-Functions (HLF) von Dlubal können Sie die Funktionalität des Webservice erweitern und vereinfachen. Die Verwendung unseres Webservice in Verbindung mit RFEM 6 und RSTAB 9 erleichtert und beschleunigt die Arbeit von Ingenieuren. Überzeugen Sie sich selbst! In diesem Tutorial wird Ihnen die Verwendung der C#-Bibliothek an einem einfachen Beispiel demonstriert.

Der automatische Auslegungsprozess der Flächenbewehrung ermittelt eine Flächenbewehrung, mit der die erforderliche Bewehrungsmenge abgedeckt wird.

Soll zum Beispiel für die Schnittgrößenermittlung ein reines Flächenmodell verwendet werden, die Bemessung eines Bauteils aber dennoch am Stabmodell stattfinden, so kann das mit Hilfe des Ergebnisstabes realisiert werden.

Für die Gebrauchstauglichkeit eines Tragwerks dürfen die Verformungen bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten. In einem Beispiel wird gezeigt, wie die Durchbiegung von Stäben mit den Bemessungs-Add-Ons nachgewiesen werden kann.

Der Einsatz von RFEM 6 und Blender mit dem Bullet Constraints Builder Add-on zielt darauf ab, den Einsturz eines Modells auf der Grundlage echter physikalischer Eigenschaftsdaten grafisch darzustellen. RFEM 6 dient dabei als Geometrie- und Simulationsdatenquelle. Der Beitrag behandelt ein weiteres Beispiel, das zeigt, warum es wichtig ist, unsere Programme als sogenanntes BIM Open zu pflegen, um eine Zusammenarbeit über viele Softwarebereiche hinweg zu erreichen.

Mit einer neuen Funktion in RFEM 6 ist es nun möglich, ein Interaktionsdiagramm für Momente bei der Bemessung von Betonstützen nach ACI 318-19 [1] zu generieren. Bei der Bemessung von Stahlbetonstäben ist das Interaktionsdiagramm für Momente ein wichtiges Hilfsmittel. Es stellt den Zusammenhang zwischen Biegemoment und Normalkraft an einem beliebigen Punkt entlang eines bewehrten Stabes dar. Wertvolle Informationen wie die Festigkeit und das Betonverhalten werden unter verschiedenen Belastungsbedingungen visuell dargestellt.

In diesem Beitrag wird gezeigt, wie das Add-On "Zeitabhängige Analyse" in RFEM 6 und RSTAB 9 integriert ist. Es wird erläutert, wie die Daten zur Eingabe von z. B. zeitabhängigen Eigenschaften des Materials und der Art der Analyse festzulegen und die Belastungszeiten anzugeben sind.

Mit der Einführung der Norm ACI 318-19 wurden die langjährig angewandten Beziehungen für die Ermittlung des Schubwiderstandes des Betons V_c neu geregelt. Mit dem neuen Verfahren nehmen nun Bauteilhöhe, Längsbewehrungsgrad sowie die Normalspannung Einfluss auf die Schubfestigkeit V_c. Nachfolgend wird auf die Änderungen in der Schubbemessung näher eingegangen und die Anwendung an einem Beispiel gezeigt.

Die Eigenschaften einer Verbindung zwischen einer Decke aus Stahlbeton und einer Mauerwerkswand können bei der Modellierung über ein spezielles Liniengelenk, das in RFEM 6 zur Verfügung steht, angemessen berücksichtigt werden. In diesem Beitrag wird anhand eines Praxisbeispiels gezeigt, wie ein solcher Gelenketyp definiert wird.

Berücksichtigung von P-Delta-Effekten in RFEM 6 und RSTAB 9

In diesem Beitrag werden die Schnittgrößen und Verschiebungen eines Durchlaufträgers sowohl mit als auch ohne Berücksichtigung der Schubsteifigkeit berechnet.

Die Modalanalyse ist der Ausgangspunkt für die dynamische Analyse statischer Systeme. Damit können Eigenschwingungsgrößen wie Eigenfrequenzen, Eigenformen, modale Massen und effektive Modalmassenfaktoren ermittelt werden. Dieses Ergebnis kann bereits für die Schwingungsbemessung und auch für weitere dynamische Untersuchungen (z. B. Belastung durch ein Antwortspektrum) verwendet werden.

Mit dem Add-On Betonbemessung ist es möglich, Betonstützen nach ACI 318-19 zu bemessen. Im folgenden Beitrag wird die Betonbemessung inklusive Längsbewehrung aus Betonstahl, Bruttoquerschnittsfläche und Größe/Abstand der Bügel im Add-On Betonbemessung anhand von Schritt-für Schritt-Gleichungen unter Verwendung der Norm ACI 318-19 gezeigt.

Das Add-On Analyse von Bauzuständen (CSA) ermöglicht die Bemessung von Stab-, Flächen- und Volumentragwerken in RFEM 6 unter Berücksichtigung spezifischer Bauzustände, die mit dem Bauablauf verbunden sind. Dies ist insofern wichtig, da Gebäude nicht auf einmal, sondern durch schrittweises Zusammenfügen einzelner Bauteile errichtet werden. Als Bauzustände bezeichnet man die einzelnen Schritte, in denen das Gebäude mit Strukturelementen versehen und belastet wird, während der gesamte Prozess als Bauprozess bezeichnet wird.

In RFEM 6 ist es möglich, selektierte Objekte, aber auch ganze Strukturen als Blöcke zu speichern und in anderen Modellen wieder zu verwenden. Es lassen sich drei Arten von Blöcken unterscheiden: Ohne Parameter, mit Parameter und dynamische Blöcke (mittels JavaScript). In diesem Beitrag wird der erste Blocktyp (ohne Parameter) vorgestellt.

Ein Träger ist nach EN 1992-1-1 [1] ein Stab, dessen Stützweite mindestens das 3-fache der Gesamtschnitthöhe beträgt. Anderenfalls ist das Bauteil als wandartiger Träger zu betrachten. Wandartige Träger (also Träger mit einer Spannweite kleiner als die 3-fache Schnitthöhe) verhalten sich anders als normale Träger (also Träger mit einer Spannweite, die um das 3-Fache größer ist als die Schnitthöhe).

Bei der Bauteilbemessung im Stahlbetonbau ist jedoch häufig die Bemessung von wandartigen Trägern notwendig, da diese für Fenster- und Türstürze, Über- und Unterzüge, Deckensprung-Verbindungen sowie Rahmensysteme verwendet werden.

Die Erdbebenanalyse in RFEM 6 ist mit den Add-Ons Modalanalyse und Antwortspektrenverfahren möglich. Sobald die Spektralanalyse durchgeführt wurde, können mit dem Add-On Gebäudemodell Geschosseinwirkungen, Geschossverschiebungen und Kräfte in Wandscheiben abgebildet werden.

Für einen korrekten Durchbiegungsnachweis ist es wichtig, im Programm die genauen Lagerungsbedingungen des entsprechenden Elements einzugeben. Anhand eines Stabsatzes aus Stahlbeton wird die Definition der Bemessungsauflager in RFEM 6 gezeigt.

Die Einwirkungen aus der Schneelast sind in der amerikanischen Norm ASCE/SEI 7-16 sowie im Eurocode 1, Teil 1 bis 3 beschrieben. Diese Normen sind im neuen Programm RFEM 6 und im Schneelastassistenten implementiert, der das Aufbringen der Schneelasten erleichtert. In der neuesten Generation des Programms kann zudem der Bauort auf einer digitalen Landkarte festgelegt und somit die Schneelastzone automatisch eingelesen werden. Diese Daten wiederum verwendet der Lastassistent, um die Auswirkungen der Schneelast zu simulieren.

Gemäß Abs. 6.6.3.1.1 und Abs. 10.14.1.2 des ACI 318-19 bzw. CSA A23.3:19 berücksichtigt RFEM die Abminderung von Betonstab- und -flächensteifigkeiten für verschiedene Bauteilarten. Zur Auswahl stehen gerissene und ungerissene Wände, Flachplatten, Flachdecken, Balken und Stützen. Die programmintern zur Verfügung stehenden Multiplikatoren stammen aus den Tabellen 6.6.3.1.1(a) und 10.14.1.2.

Der Durchstanznachweis nach EN 1992-1-1 ist für Platten mit Einzellast beziehungsweise für Platten mit Reaktion zu führen. Als Durchstanzknoten bezeichnet man einen Knoten, an welchem der Nachweis des Durchstanzens geführt wird (d.h. an dem ein Durchstanzproblem vorliegt). An diesen Knoten kann die Einzellast durch Stützen, Einzelkraft oder Knotenlager eingeleitet werden. Da bei Platten auch das Ende der linienförmigen Lasteinleitung als Einzellast angesehen wird, sollte auch die Schubtragfähigkeit an Wandenden, Wandecken sowie bei Linienlasten und Linienlagern kontrolliert werden.

Komplexe Strukturen beinhalten zahlreiche Strukturelemente mit unterschiedlichen Eigenschaften. Dennoch können bestimmte Elemente dieselben Eigenschaften hinsichtlich Lagern, Nichtlinearitäten, Endmodifikationen, Gelenken etc. sowie der Bemessung (z. B. Knicklängen, Bemessungsauflager, Bewehrung, Nutzungsklassen, Querschnittsreduzierungen etc.) aufweisen. In RFEM 6 lassen sich diese Elemente anhand ihrer gemeinsamen Eigenschaften gruppieren und können so bei der Modellierung und Bemessung gemeinsam betrachtet werden.

Die Berechnung komplexer Strukturen mittels Finite-Elemente-Software erfolgt in der Regel am Gesamtmodell. Der Bau solcher Bauwerke ist jedoch ein mehrstufiger Prozess, bei dem der Endzustand des Gebäudes durch die Kombination der einzelnen Bauteile erreicht wird. Um Fehler bei der Berechnung von Gesamtmodellen zu vermeiden, muss der Einfluss des Bauablaufs berücksichtigt werden. In RFEM 6 ist dies mit dem Add-On Analyse von Bauzuständen (CSA) möglich.