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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.
Somit liegt der Endzustand des Bauwerks nach Abschluss des Bauprozesses vor, also alle Bauzustände. Bei einigen Bauwerken könnte der Einfluss des Bauprozesses (also aller einzelnen Bauphasen) erheblich sein und sollte berücksichtigt werden, damit Fehler in der Berechnung vermieden werden. Ein allgemeiner Überblick zum Add-On Analyse von Bauzuständen (CSA) findet sich im Knowledge Base-Artikel "Berücksichtigung von Bauzuständen in RFEM 6".
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.
Ein Berechnungsabbruch wegen eines instabilen Systems kann verschiedene Gründe haben. Einerseits kann er auf eine "reelle" Instabilität auf Grund einer Überlastung des Systems hinweisen, anderseits können jedoch auch Modellierungsungenauigkeiten für diese Fehlermeldung verantwortlich sein.
Wenn die Berechnung eines Stabmodells nach Theorie II. Ordnung mit einer Fehlermeldung endet, liegt die Ursache dieser Instabilität nicht selten an ausgefallenen Zugstäben: Sobald in einem Berechnungsschritt Druckkräfte in einem Zugstab auftreten, wird dieser Stab in den folgenden Iterationen nicht mehr berücksichtigt. Dadurch kann das Modell instabil werden.
In diesem Beispiel geht es um die Erstellung einer ebenen Fläche aus vier Knoten, welche importiert wurden und augenscheinlich in einer gemeinsamen Ebene liegen, in Wirklichkeit jedoch aufgrund eines beispielsweise vorausgegangenen Modellierungsfehlers um wenige Millimeter doch nicht in einer Ebene liegen. Beim Versuch, eine ebene Fläche zu erstellen, wird die Fehlermeldung "Fehler bei Definition der Fläche! Die Knoten liegen nicht in einer Ebene." angezeigt.
Das Schalenbeulen gilt als das jüngste und am wenigsten erforschte Stabilitätsproblem der Bautechnik. Dies liegt weniger an mangelnden Forschungsaufwendungen, sondern vielmehr an der Komplexität der Theorie. Mit der Einführung und Fortentwicklung der Finite-Elemente-Methode in der bautechnischen Praxis erscheint es manchem Ingenieur nicht mehr erforderlich, sich mit der komplizierten Theorie des Schalenbeulens auseinanderzusetzen. Zu welchen Problemen und Fehlern dies führen kann, ist in [1] sehr gut zusammengefasst.
RFEM versucht durch automatisches Integrieren von Objekten in Flächen den Anwender bei der Modellierung zu unterstützen. Bei gekrümmten Flächen ist eine automatische Integration der Objekte nicht möglich. Hier ist dann die entsprechende Fläche zum Bearbeiten auszuwählen und im Reiter "Integriert" die Integration durch Picken der entsprechenden Objekte manuell vorzunehmen. So vermeidet man Fehlermeldungen beim Start der Berechnung über nicht integrierte Objekte.
Bei der Modellierung von statischen Systemen oder Lasten kann es ab und an vorkommen, dass Eingabefehler gemacht werden oder dass durch nachträgliche Änderungen, Verschiebungen und Ergänzungen im Modell fehlerhafte Objekte entstehen.
Im früheren Beitrag zu diesem Thema ging es um Instabilitäten, die beim Einsatz von Zugstäben auftreten können. Das gezeigte Beispiel bezog sich vorrangig auf Wandaussteifungen. Nun können sich Instabilitäts-Fehlermeldungen auch auf Knoten im Bereich von Trägern beziehen. Besonders empfindlich sind hierbei Fachwerkbinder oder unterspannte Träger. Was ist hier die Ursache der Instabilität?
Verbandsdiagonalen erhalten in der Regel den Stabtyp "Zugstab". Hierbei sind ein paar Besonderheiten zu beachten, denn bei gleichmäßigen, symmetrischen Strukturen und ausschließlich vertikalen Lasten kommt es häufig zu Fehlermeldungen wie dieser: "Das Modell ist instabil im Knoten Nr. 20. Frei verschieblich in Y-Richtung."
Möchte man eine geschwungene Geometrie möglichst in einem Linienzug abbilden, kann man in RFEM beispielsweise auf Splines oder Nurbs zurückgreifen. Beim Modellieren müssen nun die einzelnen Knoten nacheinander gepickt werden. Unterläuft einem hier ein Fehler, kann dieser mit der speziellen UnDo-Funktion im Linien-Fenster rückgängig gemacht werden. Es ist somit nicht erforderliche, den kompletten Linienzug erneut einzugeben.