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In diesem Artikel wird für Sie der Überlappungsstoß einer ZL-Pfette an einem Pultdach modelliert, mittels des Add-Ons Stahlanschlüsse bemessen und mit der Traglasttabelle eines Herstellers verglichen.
DXF-Folien von Grundrissen können in FEM-Programmen nicht direkt verwendet werden, da in der Zeichnung die Außenkonturen der Elemente (Wände, Decken...) vorhanden sind. Das Statikprogramm benötigt aber die Systemachsen.
Hat man in RFEM eine DXF-Datei eingelesen oder muss eine bereits bestehende Stabstruktur mit einer Membran versehen, bietet die Funktion "Extras" → "Modell generieren" → "Flächen" → "Flächen aus Zellen" eine schnelle Möglichkeit, um ebene Flächen zu erstellen.
Für die Erfassung der maßgebenden Schnittgrößen einer Platte wird häufig eine schachbrettartige Belastung aufgebracht. Damit die Fläche nicht in die einzelnen Lastabschnitte unterteilt werden muss, wird meist eine Belastung mittels freier Rechtecklasten vorgenommen. Bei vielen Lasten kann die normale Lastdarstellung etwas unübersichtlich werden.
Häufig müssen in RFEM nur Teile und nicht die gesamte Fläche belastet werden. Klassischer Fall dazu ist der Erddruck. Dafür gibt es die Möglichkeit der freien Flächenlasten. Diese sind dann flächenunabhängig und werden in der Grafik in den definierten Koordinatenabmessungen dargestellt.
Für eine schnelle Übersicht der verwendeten Querschnitte können die Stäbe farblich je nach verwendetem Querschnitt darstellt werden. Mittels rechter Maustaste im Arbeitsfenster kann dazu aus dem Kontextmenü "Farben in Grafik nach" → "Querschnitte" gewählt werden. In den aktuellen Programmversionen wird dazu auch ein Panel mit einer editierbaren Farbskala ausgegeben.
In RFEM 5 und RSTAB 8 bietet es sich an, häufig vorkommende Bauteile mit variablen Abmessungen zu parametrisieren. Diese können dann im Blockmanager mit neuen Abmessungen versehen werden und lassen sich in eine neue oder bestehende Datei importieren.
Die häufigste Ursache für instabile Modelle sind ausfallende Stabnichtlinearitäten wie Zugstäbe. Als einfachstes Beispiel dient dazu ein Rahmen, dessen Stützen am Fußpunkt gelenkig gelagert sind und am Stützenkopf Momentengelenke aufweisen. Dieses labile System soll durch einen Kreuzverband aus Zugstäben stabilisiert werden. Bei Lastkombinationen mit horizontalen Lasten bleibt dieses System stabil. Wird es jedoch ausschließlich vertikal belastet, fallen beide Zugstäbe aus und das System wird instabil, was zu einem Berechnungsabbruch führt. Dies lässt sich vermeiden, indem die besondere Behandlung der ausfallenden Stäbe unter "Berechnung" → "Berechnungsparameter" → "Globale Berechnungsparameter" aktiviert wird.
Mit dem neuen Stabtyp "Ergebnisstab" in RFEM 5 hat man nun auch die Möglichkeit, sich die Lastsummen einzelner Geschosse einfach ermitteln zu lassen. Dazu modelliert man einen Stab in dem gewünschten oder in allen Geschossen und gibt bei den Parametern des Ergebnisstabes die zu berücksichtigenden Wände als inklusive Objekte vor. RFEM integriert dann die Flächenschnittgrößen zu Stabschnittgrößen.
Die Lastgenerierer in RFEM und RSTAB, die automatisch eine Umwandlung von Flächenlasten auf Stablasten vornehmen, benötigen nahezu ebene Zellen. Bei bogenähnlichen Strukturen können die Zellen häufig nicht automatisch erkannt werden.
Die Option "Ausgerichtetes FE-Netz" wirkt sich bei der Netzgenerierung von Flächen mit gekrümmten und geknickten Außenkonturen aus. Dabei versucht das Programm, das FE-Netz an den Begrenzungslinien der Flächen auszurichten.
Ändert sich nachträglich die Geometrie einer Fläche, bei der vorhandene Begrenzungslinien zum Teil entfernt werden müssen, braucht die Fläche nicht neu definiert zu werden.
In RFEM 5 und RSTAB 8 kann die resultierende Lagerkraft bezogen auf den Schwerpunkt des Modells ausgegeben werden. Dies kann beispielsweise zur Kontrolle der Struktur- und Lastdaten dienen.
Die Lastart Vorspannung war in den Dlubal-Programmen bislang immer eine Anfangsvorspannung. Es wurde die definierte Lastgröße aufgebracht und je nach Steifigkeit des umliegenden Systems blieb die Vorspannung mehr oder minder als Normalkraft im Seil übrig.
In RFEM und RSTAB ist es möglich, Modelle oder Teile des Modells in einem benutzerdefinierten Koordinatensystem zu verschieben oder kopieren. Um diese Option zu nutzen, muss natürlich ein eigendefiniertes Koordinatensystem vorhanden sein.
In RFEM und RSTAB können Modellobjekte in der Grafik mit einem Kommentar versehen werden. Beim Einfügen eines Kommentars springt der Ursprung der aktuellen Arbeitsebene automatisch temporär in dieselbe Ebene, in der der Kommentar gesetzt wird. Dadurch wird verhindert, dass Kommentare versehentlich sehr weit vom Objekt abgelegt werden.
Mit der Funktion "Belastung generieren aus Flächenlast auf Öffnungen" können in RFEM automatisch beispielsweise Windlasten auf Fenster oder andere Lasten auf nichttragende und im Modell nicht abgebildete Strukturen in Öffnungen berücksichtigt werden. Die Funktion wird über "Extras" → "Belastung generieren" → "Aus Flächenlasten auf Öffnungen..." aufgerufen.
In Mischsystemen von Stäben und Flächen ist deren Anschlusspunkten immer besondere Beachtung zu schenken, da an der Kopplungsstelle nicht immer alle Schnittgrößen problemlos übertragen werden können.
Bei der Auswertung von Linienlagerkräften ergeben sich manchmal auf den ersten Blick unplausible Verläufe. Insbesondere bei veränderlichen Lasten an Stellen, die auch ein Knotenlager aufweisen, an Teilungspunkten und Randstellen von gelagerten Linien zeigen die Ergebnisse teilweise unerwartete Lagerreaktionen. Auch die Anwendung der Funktion der linearen glatten Verteilung im Projekt-Navigator - Zeigen führt dann nicht immer zum erwarteten Ergebnisverlauf.
Bei Kontrollrechnungen und Vergleich der Schnittgrößen und der daraus resultierenden erforderlichen Bewehrung von Unterzügen tauchen teilweise große Unterschiede auf. Obwohl dieselben Lastannahmen und Stützweiten angesetzt werden, geben einige Programme beziehungsweise die Handrechnung stark abweichende Schnittgrößen gegenüber dem FEM-Modell aus. Die Unterschiede treten auch bereits beim zentrischen Stab auf und ohne Berücksichtigung der Schnittgrößenanteile aus den gegebenenfalls mitwirkenden Plattenbreiten.
Für detailliertere Untersuchungen von Scher-Lochleibungs-Verbindungen beziehungsweise deren unmittelbarer Umgebung spielt die Vorgabe der nichtlinearen Kontaktproblematik eine wichtige Rolle. In diesem Beitrag wird mithilfe eines Volumenmodells nach vergleichbaren und vereinfachten Flächenmodellen gesucht.
Ist ein freistehendes Dach, zum Beispiel ein Tankstellendach, zu bemessen, erfordert dies die Lastermittlung unter Berücksichtigung des Abschnittes 7.3 der EN 1991-1-4. In diesem Beitrag wird beispielhaft ein leicht geneigtes Trogdach ausgeführt.
Insbesondere dann, wenn der angrenzende Bereich von Anschlusspunkten analysiert werden soll, die Geometrie und Last der Verbindung nicht den Normvorgaben entsprechen und/oder ein Modell mittels eines FE-Modells untersucht werden soll (zum Beispiel im Anlagenbau), müssen auch die Verbindungen detailliert am FE-Modell ausgewertet werden.
In diesem Beispiel soll nur die Tragfähigkeit der Stirnplatte nach EN 1993-1-8 [1] ermittelt werden, auf die übrigen Komponenten wird hierbei nicht eingegangen. Für die Kontrolle der Ergebnisse wurden die Abmessungen des Anschlusses IH 3.1 B 30 24 der Typisierten Anschlüsse [2] verwendet. Als Material wird S 235 verwendet und Schrauben mit der Festigkeit 10.9.
Bei der Bemessung von biegesteifen Verbindungen aus I-Trägern wird der Anschluss in einzelne Teilbereiche herausgelöst. Für diese sogenannten Grundkomponenten werden separate Formelapparate für Tragfähigkeit und Steifigkeit aufgeführt. In RSTAB und RFEM können Rahmenecken mit dem Zusatzmodul RF-/RAHMECK Pro bemessen werden.