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Bei der Berechnung der Flächenbewehrung mit RF-BETON Flächen werden die Ergebniswerte für die beiden Flächenseiten +/- z ausgebeben. In einem früheren Beitrag wurde schon die Möglichkeit aufgezeigt, wie die lokalen Flächenseiten in RFEM angezeigt werden können.
Der Bemessungswert der Schubtragfähigkeit einer Fuge hängt im Wesentlichen von der Ausbildung beziehungsweise Rauigkeit der Fuge ab. In der Bestimmung der Tragfähigkeit wird dies durch die beiden Beiwerte µ (Reibung) und c (Adhäsionstraganteil des Betonverbundes) berücksichtigt.
In BETON und RF-BETON Stäbe kann aus der Maske 3.1 beziehungsweise 3.2 ein Dialog mit dem 3D-Rendering der vorhandenen Bewehrung geöffnet werden. Dort ist es nun auch möglich, unterschiedliche Bewehrungsansichten in mehreren Dialogfenstern gleichzeitig anzeigen zu lassen. Die aus RFEM bekannte Auswahl "Isometrie mit 3 Ansichten" steht auch hier zur Verfügung.
RF-BETON Flächen bemisst Platten, Scheiben, Faltwerke und Schalen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit. Die aus dieser Bemessung resultierende Bewehrung kann in RFEM 5 grafisch an den Flächen der Struktur mittels Isolinien dargestellt werden. Zur Bewehrungsplanung kann es hilfreich sein, die Ergebnisse als Verlauf von Isolinien in eine DXF-Datei zu exportieren, um diese als Hintergrundfolie in einer CAD-Anwendung einzulesen.
Die vorhandene Bewehrung aus RF-BETON Stäbe kann nicht nur im Modul, sondern auch im RFEM-Grafikfenster und somit für alle Stäbe des jeweiligen RF-BETON-Falles dargestellt werden.
Ab Programmversion RFEM 5.06 kann nicht nur eine automatische Anordung der Zusatzbewehrung in RF-BETON Flächen stattfinden, sondern die Flächenbewehrung kann auch manuell definiert werden. Hier können zusätzlich zur gleichmäßig verteilten Grundbewehrung verschiedene Flächenbewehrungen (je Fläche, rechteckig, kreisförmig oder polygonal) definiert werden.
Seit RFEM Version 5.06 steht dem Anwender die Möglichkeit zur Verfügung die effektive Betonzugfestigkeit zum Risszeitpunkt in RF-BETON Flächen anzupassen. Zu Beginn der GZG-Nachweise wird geprüft, ob die einwirkenden Schnittgrößen den Beton aufreißen lassen. Hierfür wird die effektive Betonzugfestigkeit zum Risszeitpunkt angesetzt. Der Anwender kann die Festigkeit via Faktor anpassen. In den Berechnungsdetails wird der angepasste Wert ausgegeben.
In RF-BETON Flächen und RF-BETON Stäbe werden ab Version 5.06 die Nachweise für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit automatisch in Abhängigkeit zur Bemessungssituation der zu bemessenden Lastfälle, Lastkombinationen oder Ergebniskombinationen geführt.
Mit RFEM 5.6.1103 und RSTAB 8.6.1103 wurde in RF-BETON Stäbe beziehungsweise BETON die verbesserte Ergebnisausgabe für die nichtlineare Stahlbetonbemessung veröffentlicht. In den neuen Ergebnismasken wird aus einer möglichen Schar von Belastungen die maßgebende Belastung mit der größten Ausnutzung tabellarisch ausgegeben. Zusätzlich ist nun auch in der grafischen Ausgabe die Darstellung der umhüllenden Ergebnisse für die maßgebende Ausnutzung möglich.
Um die geglätteten Schnittgrößen aus den Glättungsbereichen auch für die Bemessung von Betonflächen in RF-BETON Flächen zu verwenden, müssen diese im Modul aktiviert werden. Dies geschieht über die Schaltfläche [Details] im Register "Extras" durch die Aktivierung der Option "Geglättete Schnittgrößen in definierten Glättungsbereichen für GZT-Berechnung und analytisches Verfahren der GZG-Berechnung verwenden".
In gemischten FEM-Strukturen (Flächen- und Stabelemente) sowie in Faltwerken kann eine Unterzugkonstruktion für die Bemessung am Stab auf einen fiktiven Plattenbalkenquerschnitt zurückgeführt werden, dessen Geometrie von der mitwirkenden Breite abhängig ist. In RFEM wird bei Verwendung des Stabtyps "Rippe" die Steifigkeit durch einen Plattenanteil (Flächenelement) und einen Steganteil (Stabelement) abgebildet. Diese Vorgehensweise bringt für die Bemessung Besonderheiten mit sich, auf die im Folgenden eingegangen werden soll.
Im Bauablauf ist es häufig erforderlich, Betonteile abschnittsweise herzustellen. Ein klassisches Beispiel für diese abschnittsweise Herstellung ist die Verwendung von Fertigteilunterzügen, bei denen die Platte in Ortbetonbauweise ergänzt wird. Die Ergänzung eines Querschnittsteils führt zu einer Entstehung von Fugen zwischen bereits erhärtetem Beton und Frischbeton. Die Übertragung der zwischen den Teilquerschnitten entstehenden Längsschubkräfte muss bei der Bemessung berücksichtigt werden.
In RFEM und den RF-BETON-Zusatzmodulen stehen verschiedene Möglichkeiten für die Verformungsberechnung eines Plattenbalkens im Zustand II zur Verfügung. In diesem Beitrag soll auf die Verfahren zur Berechnung (V) und die Möglichkeiten zur Modellierung (M) eingegangen werden. Sowohl die Berechnungsverfahren als auch die Modellierungsvarianten sind nicht auf Plattenbalken beschränkt, sondern sollen nur exemplarisch an diesem System erläutert werden.
Bei der Bemessung von Stahlbetonbauteilen nach EN 1992‑1‑1 [1] sind nichtlineare Verfahren der Schnittgrößenermittlung für die Grenzzustände der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit möglich. Dabei werden die Schnittgrößen und Verformungen unter Berücksichtigung des nichtlinearen Schnittgrößen-Verformungs-Verhaltens bestimmt. Die Berechnung der Spannungen und Dehnungen im gerissenen Zustand liefert in der Regel Durchbiegungen, die deutlich über den linear ermittelten Werten liegen.
Singularitäten zeigen sich in einem begrenzten Bereich durch eine Konzentration der spannungsabhängigen Ergebniswerte. Sie sind bedingt durch die Methodik der FEM. Theoretisch betrachtet konzentrieren sich dabei die Steifigkeit und/oder die Beanspruchung in unendlicher Größe auf einen infinitesimal kleinen Bereich.
Da die Tragfähigkeit von Trägern in Bereichen von Öffnungen beeinträchtigt wird, muss darauf ein besonderes Augenmerk gelegt werden. Kleine Öffnungen können dabei in der Regel über eine Anpassung des Fachwerkmodells an die Öffnungen ausreichend abgedeckt werden. Bei großen Öffnungen muss jedoch eine separate Betrachtung des Bereiches und eine gesonderte Modellierung stattfinden.
Die konstruktive Mindestbewehrung nach DIN EN 1992-1-1 9.2.1 dient dazu, ein gewünschtes Tragverhalten sicherzustellen. Sie soll ein Versagen ohne Vorankündigung verhindern. Die Mindestbewehrung ist unabhängig von der Größe der tatsächlichen Beanspruchungen anzuordnen.
Dieser Beitrag beschreibt, wie eine Flachdecke in RFEM als 2D-Modell erstellt und die Belastung nach Eurocode 1 aufgebracht wird. Die Lastfälle werden nach Eurocode 0 kombiniert und linear berechnet. Im Zusatzmodul RF-BETON Flächen erfolgt die Biegebemessung der Decke unter Berücksichtigung der Normvorgaben nach Eurocode 2. Die Bewehrung wird für Bereiche, die von der Matten-Grundbewehrung nicht abgedeckt sind, durch eine Stabstahlbewehrung ergänzt.
Für die grafische Ausgabe der in RF-BETON Flächen ermittelten Bewehrungsergebnisse stehen in RFEM verschieden Möglichkeiten zur Verfügung. Dieser Beitrag soll einen Überblick über diese Optionen geben.
Zu den Nachweisen im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit gehört auch die Einhaltung der zulässigen Verformung. Die Berechnung der Verformung von Stahlbetonbauteilen hängt davon ab, ob der betrachtete Querschnitt unter der angesetzten Belastung aufreißt oder nicht. Der maßgebende Steuerparameter in RF-BETON Deflect ist dabei der Verteilungsbeiwert ζ.
Mit RF-BETON Stäbe ist es möglich, Betonträger nach ACI 318-14 zu bemessen. Aus sicherheitstechnischen Gründen ist es wichtig, Zug-, Druck- und Schubbewehrung von Betonträgern genau zu bemessen. Im folgenden Beitrag wird die Betonbemessung inklusive Momentenfestigkeit, Schubfestigkeit und erforderlicher Bewehrung in RF-BETON Stäbe anhand von Schritt-für Schritt-Gleichungen unter Verwendung der Norm ACI 318-14 gezeigt. Der doppelt bewehrte Betonträger im Beispiel enthält Schubbewehrung und es wird der Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZT) geführt.
Mit RF-FUND Pro können optional Setzungen der Einzelfundamente und daraus resultierende Federsteifigkeiten der Knotenlager ermittelt werden. Diese Federsteifigkeiten können in das RFEM-Modell exportiert und für weiterführende Analysen genutzt werden.
Für die Berechnung der Verformung im gerissenen Zustand stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. In RFEM sind ein analytisches Verfahren nach DIN EN 1992-1-1 7.4.3 und ein physikalisch-nichtlineares Verfahren implementiert. Beide Verfahren haben unterschiedliche Charakteristika und können je nach Anwendungsfall besser oder schlechter geeignet sein. Dieser Beitrag soll einen Überblick über die beiden Berechnungsverfahren geben.
Gemäß Abschnitt 6.6.3.1.1 und Abschnitt 10.14.1.2 von ACI 318-14 bzw. CSA A23.3-14 berücksichtigt RFEM effektiv die Reduzierung der Steifigkeit von Betonstäben und -flächen für verschiedene Elementtypen. 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.
Mit RF-BETON Stäbe ist es möglich, Betonstützen nach ACI 318-14 zu bemessen. Aus sicherheitstechnischen Gründen ist es wichtig, Schub- und Längsbewehrung von Betonstützen genau zu bemessen. Im folgenden Beitrag wird die Betonbemessung inklusive Längsbewehrung aus Betonstahl, Bruttoquerschnittsfläche und Größe/Abstand der Bügel in RF-BETON Stäbe anhand von Schritt-für Schritt-Gleichungen unter Verwendung der Norm ACI 318-14 gezeigt.
Bei der Abbildung einer Rippe aus Stahlbeton mit darüberstehender Mauerwerkswand besteht die Gefahr einer Unterbemessung der Rippe, wenn das Tragverhalten des Mauerwerks nicht korrekt berücksichtigt und die Verbindung zwischen Mauerwerkswand und Unterzug nicht ausreichend genau modelliert wird. Dieser Artikel soll sich mit dieser Problematik und den möglichen Modellierungen einer solchen Konstruktion auseinandersetzen. Im Beispiel wird die Bewehrung rein aus den Schnittgrößen und ohne jegliche konstruktive Mindestbewehrung ermittelt.
Bei der Ermittlung der Mindestbewehrung für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit nach 7.3.2 beeinflusst die angesetzte wirksame Zugfestigkeit fct,eff die ermittelte Bewehrungsmenge maßgeblich. Im Folgenden soll eine Übersicht zur Ermittlung der wirksamen Zugfestigkeit fct,eff und den Eingabemöglichkeiten in RF-BETON gegeben werden.
Die Bemessung von Stahlbetonflächen für Decken, Platten und Wände ist im Zusatzmodul RF-BETON Flächen nach ACI 318-19 bzw. CSA A23.3:19 möglich. Ein gängiger Ansatz bei der Plattenbemessung ist die Verwendung von Bemessungsstreifen zur Ermittlung der durchschnittlichen Schnittgrößen in eine Richtung über die Breite des Streifens. Dieses Verfahren mit Bemessungsstreifen nimmt im Grunde ein beidseitiges Plattenelement und wendet darauf einen einfacheren einseitigen Ansatz an, um die erforderliche Bewehrung entlang der Streifenlänge zu ermitteln.
Der Eurocode 2 bietet zwei Möglichkeiten, einen Rissbreitennachweis durchzuführen. Zum einen kann der Rissbreitennachweis nach 7.3.3 ohne direkte Berechnung, mit Hilfe von Tabellen zur Begrenzung des Stababstandes und -durchmessers, geführt werden. Zum anderen kann die Rissbreite wk nach 7.3.4 direkt ermittelt und einem Grenzwert gegenübergestellt werden.
Wenn eine Rippe Teil einer nichtlinearen Bemessung ist oder biegesteif an folgende Wände übergeht, sollte statt eines Stabes eine Fläche für die Modellierung verwendet werden. Damit die Rippe dennoch als Stab bemessen werden kann, wird ein Ergebnisstab mit der richtigen Exzentrizität benötigt, welcher die Flächenschnittgrößen in Stabschnittgrößen transformiert.