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Im Add-On Stahlbemessung von RFEM 6 stehen drei Arten von biegesteifen Rahmen (OMF, IMF, SMF) zur Verfügung. Das Ergebnis der Erdbebenbemessung ist nach AISC 341-22 in zwei Abschnitte gegliedert: Stabanforderungen und Anschlussanforderungen.
Im Add-On Stahlbemessung von RFEM 6 stehen drei Arten von Momentrahmen (OMF, IMF, SMF) zur Verfügung. Das Ergebnis der Erdbebenbemessung ist nach AISC 341-16 in zwei Abschnitte gegliedert: Stabanforderungen und Anschlussanforderungen.
Auch die Bemessung von Momentrahmen nach AISC 341-16 ist nun im Add-On Stahlbemessung von RFEM 6 möglich. Das Ergebnis der Erdbebenbemessung ist in zwei Abschnitte gegliedert: Stabanforderungen und Anschlussanforderungen. In diesem Beitrag wird die erforderliche Festigkeit der Verbindung erläutert. Im Folgenden wird ein Beispiel für einen Vergleich der Ergebnisse zwischen RFEM und dem Handbuch zur Erdbebenbemessung nach AISC [2] vorgestellt.
Die Bemessung eines OCBF (ordinary concentrically braced frame - gewöhnlicher konzentrisch ausgesteifter Rahmen) und eines SCBF (special concentrically braced frame - spezieller konzentrisch ausgesteifter Rahmen) kann im Add-On Stahlbemessung von RFEM 6 durchgeführt werden. Das Ergebnis der Erdbebenbemessung ist nach AISC 341-16 und 341-22 in zwei Abschnitte gegliedert: Stabanforderungen und Anschlussanforderungen.
Wenn am Oberflansch eine Betondecke vorliegt, wirkt sie als seitliche Abstützung (Verbundbau) und verhindert ein Biegedrillknick-Stabilitätsproblem. Bei einem negativen Verlauf des Biegemoments steht der Unterflansch unter Druck und der Oberflansch unter Zug. Wenn die seitliche Stützung durch die Steifigkeit des Steges nicht ausreicht, in diesem Fall ist der Winkel zwischen dem unteren Flansch und der Stegschnittlinie variabel, sodass die Möglichkeit einer Forminstabilität des Unterflansches besteht.
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.
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.
Bei den Stabilitätsnachweisen für den Ersatzstabnachweis nach EN 1993-1-1, AISC 360, CSA S16 und anderen internationalen Normen ist die Bemessungslänge (also die Knicklänge der Stäbe) zu berücksichtigen. In RFEM 6 kann die Knicklänge manuell durch Zuordnung von Knotenlagern und Knicklängenbeiwerten ermittelt oder aus dem Stabilitätsnachweis übernommen werden. Beide Möglichkeiten werden in diesem Beitrag anhand der Ermittlung der Knicklänge der Rahmenstütze in Bild 1 gezeigt.
Sollen bei einer Struktur nur einige wenige Geometrieparameter geändert werden, ist es nicht immer notwendig, die betroffenen Strukturteile zu löschen und neu zu definieren.
Beim Einsatz von langsam erhärtendem Beton (in der Regel bei dicken Bauteilen) darf die errechnete Mindestbewehrung zur Aufnahmen von Zwangsbeanspruchungen nach EN 1992-1-1, 7.3.2 mit dem Faktor 0,85 abgemindert werden. Bedingung hierfür ist aber, dass der Kennwert für die Festigkeitsentwicklung r = fcm2 / fcm28 nicht größer als 0,3 ist. Zusätzlich sind die Rahmenbedingungen der Anwendungsvoraussetzung für diese Bewehrungsverminderung in den Ausführungsunterlagen explizit festzulegen.
Mit RF-/STAHL EC3 ist es möglich, einen Querschnitt im Rahmen der Bemessung automatisch optimieren zu lassen. Dies erfolgt bei entsprechender Aktivierung in der Tabelle 1.3 auf Basis der aktuellen Profilreihe oder bei geschweißten Querschnitten im Rahmen der definierten variablen Parameter.
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.
Vouten werden häufig mit coupierten Profilen ausgeführt. Bei der Modellierung sind jedoch einige Besonderheiten zu beachten, damit die Querschnitts- und Stabilitätsnachweise durchgeführt werden können.
Wird ein Rahmen mit der Maus von links nach rechts gezogen, so werden alle eingeschlossenen Objekte selektiert.
Die architektonischen Anforderungen an Geländer sind nach wie vor sehr hoch und fordern meist ein großes Maß an Transparenz. Glasgeländer, bei denen keinerlei weitere Rahmenkonstruktion zu sehen ist, stellen dabei eine Möglichkeit zur Umsetzung dar.
Dieser Fachbeitrag untersucht die Auswirkungen der Anschlusssteifigkeit auf die Schnittgrößenermittlung sowie die Bemessung der Anschlüsse am Beispiel eines zweistöckigen, zweischiffigen Stahlrahmens.
Mit den RFEM- und RSTAB-Zusatzmodulen RF-STABIL beziehungsweise RSKNICK ist es möglich, Eigenwertanalysen für Stabtragwerke durchführen, um die Knicklängenbeiwerte zu bestimmen. Die Knicklängenbeiwerte können im Anschluss zur Stabilitätsbemessung verwendet werden.
Zu den täglichen Aufgaben in der Stahlbetonbemessung gehört auch die Bemessung von Druckgliedern unter zweiachsiger Biegung. Der nachfolgende Artikel beschreibt die unterschiedlichen Methoden nach Kapitel 5.8.9, EN 1992-1-1, welche für eine Bemessung von Druckgliedern mit zweiachsiger Lastausmitte im Rahmen des Nennkrümmmungsverfahrens gem. 5.8.8 möglich sind.
- 001545
- Modellierung | Structure
- RFEM 5
-
- RF-RAHMECK Pro 5
- RF-JOINTS Holz | Holz zu Holz 5
- RF-JOINTS Holz | Stahl zu Holz 5
- RF-JOINTS Stahl | Biegesteif 5
- RF-JOINTS Stahl | DSTV 5
- RF-JOINTS Stahl | Gelenkig 5
- RF-JOINTS Stahl | Mast 5
- RF-JOINTS Stahl | SIKLA 5
- RF-JOINTS Stahl | Stützenfuß 5
- Stahlbau
- Maschinenbau
- Krane und Kranbahnen
- Türme und Masten
- Industrie- und Anlagenbau
- Stahlverbindungen
- Finite-Elemente-Berechnung
- Statik und Tragwerksplanung
- Eurocode 3
- DIN 18800
Mit RF-/RAHMECK Pro lassen sich Rahmenecken nach DIN 18800 oder Eurocode 3 bemessen. Wenn es um nicht genormte Anschlüsse oder einen tieferen Einblick in den Anschluss und dessen Verhalten geht, bietet sich eine Modellierung als Flächenmodell an. Der folgende Artikel soll zeigen, wie man ein solches Modell prinzipiell aufbauen kann.
Dieses Beispiel wurde in der Fachliteratur [1] als Beispiel 9.5 sowie in [2] als Beispiel 8.5 behandelt. Für den betrachteten Bühnenhauptträger ist der Biegedrillknicknachweis zu führen. Es handelt sich um ein gleichförmiges Bauteil. Der Stabilitätsnachweis kann daher nach Abschnitt 6.3.2 der DIN EN 1993-1-1 erfolgen. Aufgrund der einachsigen Biegung wäre alternativ auch ein Nachweis über das Allgemeine Verfahren nach Abschnitt 6.3.4 möglich. Ergänzend soll die Ermittlung des Verzweigungslastfaktors am idealisierten Stabmodell im Rahmen der oben genannten Verfahren mit einem FEM-Modell validiert werden.
Dieses Beispiel wurde in der Fachliteratur [1] als Beispiel 9.5 sowie in [2] als Beispiel 8.5 behandelt. Für den betrachteten Bühnenhauptträger ist der Biegedrillknicknachweis zu führen. Es handelt sich um ein gleichförmiges Bauteil. Der Stabilitätsnachweis kann daher nach Abschnitt 6.3.3 der DIN EN 1993-1-1 erfolgen. Aufgrund der einachsigen Biegung wäre alternativ auch ein Nachweis über das Allgemeine Verfahren nach Abschnitt 6.3.4 möglich. Ergänzend soll die Ermittlung von Mcr am idealisierten Stabmodell im Rahmen der oben genannten Verfahren mit einem FEM-Modell validiert werden.
Bei der Modellierung von Flächenmodellen, wie zum Beispiel einer Rahmenecke oder ähnlichen Konstruktionen, stellt sich immer wieder die Frage, wie die Modellierung einer vorgespannten Schraubenverbindung erfolgen kann. Hier muss stets ein Weg zwischen einer praktikablen und einer detailgetreuen Lösung gefunden werden. Der folgende Artikel behandelt die Modellierung einer solchen Verbindung auf Basis der Berechnungsmethode mit Verspannungsdreieck.
In Teil 4.1 ging es um die Anbindung des Zusatzmoduls RF-/STAHL EC3 und es wurden bereits die Stäbe und die zu bemessenden Lastkombinationen definiert. In diesem Teil geht es jetzt insbesondere um die Optimierung von Querschnitten im Modul und die Übergabe an RFEM. Auf die Elemente, welche in vorangegangenen Teilen bereits erläutert wurden, wird nicht nochmal eingegangen.
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.
In Teil 4.1 und 4.2 der Serie soll es um die Optimierung eines Rahmens mit Hilfe des Zusatzmoduls RF-/STAHL EC3 gehen. Der fünfte Teil deckt dabei die Anbindung des Moduls und das Holen relevanter Stäbe ab. Auf die Elemente, welche in vorangegangenen Teilen bereits erläutert wurden, wird nicht nochmal eingegangen.
Bei der Berechnung von Stahlbetonbauteilen müssen häufig wandartige Träger nachgewiesen werden. Die Haupteinsätze dafür sind Fenster- und Türstürze, Über- und Unterzüge, Verbindung zwischen Deckensprüngen und Rahmensysteme. Werden diese als Flächen in RFEM abgebildet, bedarf es bei der Ergebnisauswertung der erforderlichen Bewehrung weitere Schritte.
In diesem Beitrag sollen die ermittelten Eigenformen beziehungsweise Verzweigungslastfaktoren der vorangegangen Stabwerksmodelle mittels eines FE-Modells in RFEM (Flächenelemente) und RF-STABIL bestätigt werden.
Der Stabilitätsnachweis des im ersten Beitrag beschrieben Stahlrahmens kann auch mit RF-/FE-BGDK nach dem Ersatzimperfektionsverfahren erbracht werden. In diesem Beitrag soll lediglich der Faktor für die Verzweigungslast berechnet beziehungsweise dessen Ermittlung aufgezeigt werden.
Der Stabilitätsnachweis des hier betrachteten Stahlrahmens kann mit dem Zusatzmodul RF-/STAHL EC3 nach dem Allgemeinen Verfahren gemäß EN 1993-1-1 Abs. 6.3.4 geführt werden. In diesem ersten von drei Beiträgen soll die im Rahmen des Nachweiskonzeptes erforderliche Ermittlung eines Vergrößerungsfaktors der Bemessungslasten gezeigt werden, mit dem die ideale Verzweigungslast mit Verformungen aus der Haupttragwerksebene erreicht wird.
Da bei den automatisierten Typen der Rahmenecken der Typ "Durchlaufender Riegel" nicht enthalten ist, soll hier auf eine Möglichkeit der Bemessung dieses Typs eingegangen werden. Über die manuelle Definition und den Typ "Durchlaufende Stütze" ist die Bemessung einer solchen Trägerkonstellation möglich.
Hin und wieder kann es vorkommen, dass man die Problemstellen in einem Anschluss oder die Steifigkeit einer Rahmenecke genauer untersuchen möchte. Im Folgenden einige Hinweise, welche den Weg zum Ziel vereinfachen können. Als Beispiel wurde eine Rahmenecke mit Hilfe von RF-RAHMECK Pro und Stäben modelliert und als Grundlage verwendet.