Registrieren Sie sich für das Dlubal-Extranet, um die Software optimal nutzen zu lassen und ausschließlichen Zugriff auf Ihre persönlichen Daten zu haben.
Dieser Artikel führt grundlegende Konzepte der Baudynamik ein und vermittelt, wie diese bei der Erdbebenauslegung von Bauwerken eine Rolle spielen. Es wird Wert darauf gelegt, die technischen Aspekte verständlich zu erläutern, um auch Lesern ohne tiefergehendes Fachwissen einen Einblick in die Thematik zu gewähren.
Das Add-on "Modalanalyse" in RFEM 6 ermöglicht die Modalanalyse von Tragwerken und damit die Ermittlung von Eigenschwingungsgrößen wie Eigenfrequenzen, Eigenformen, modalen Massen und effektiven Modalmassenfaktoren. Diese Ergebnisse können für Schwingungsuntersuchungen sowie weitere dynamische Analysen (z. B. Belastung mittels Antwortspektrum) verwendet werden.
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.
RFEM und RSTAB bieten im Zeigen-Navigator viele Darstellungsmöglichkeiten an. Diese können sich entsprechend der Thematik komplett unterscheiden. Für die entsprechenden Änderungen werden oft mehrere Klicks benötigt. Um diese Arbeit zu optimieren, kann der Nutzer benutzerdefinierte Ansichten anlegen. Diese speichern alle getroffenen Einstellungen ab. Folgendes Beispiel soll zur Veranschaulichung dienen.
Über die entsprechende Option im "Zeigen-Navigator" können die Flächen im Rendering nach der Richtung der lokalen z-Achse eingefärbt werden. Standardmäßig werden die Seite, die in negativer z-Richtung liegt, rot und die diejenige, die in positiver z-Richtung liegt, blau eingefärbt.
In RFEM und RSTAB können nun die verwendeten Stabtypen auch visuell über Farben überprüft beziehungsweise dargestellt werden. Dazu wurde eine Möglichkeit in den "Zeigen"-Navigator integriert.
Als schnelles Hilfsmittel zur Änderung der Struktur-Geometrie steht im "Projekt-Navigator - Daten" unter "Hilfsobjekte" die Option "Linienraster" zur Verfügung.
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.
In einem multimodalen Antwortspektrenverfahren ist es wichtig, eine ausreichende Anzahl von Eigenwerten der Struktur zu ermitteln und deren dynamische Antworten zu berücksichtigen. Vorschriften wie die EN 1998-1 [1] und andere internationale Standards schreiben vor, 90 % der Strukturmasse zu aktivieren. Das heißt: so viele Eigenwerte zu bestimmen, dass die Summe der effektiven Modalmassenfaktoren größer 0.9 ist.
RFEM und RSTAB bieten eine Vielzahl von Selektionsmöglichkeiten. Erwähnt wurden unter anderem die Selektion mittels "Selektieren speziell" oder Tabellen.
Damit für die grafische Eingabe der Modelldaten oder für die Auswertung der Ergebnisse der Bereich des Arbeitsfensters optimal genutzt werden kann, gibt es verschiedene Möglichkeiten den Projekt-Navigator, die Tabelle und das Ergebnispanel anzuordnen.
Bekommt man eine RFEM-/RSTAB-Datei zur weiteren Bearbeitung zugesandt, so werden die Strukturen mit den Anzeigeeinstellungen des letzten Bearbeiters geöffnet. Sofern diese Darstellung nicht den eigenen Anforderungen entspricht, kann man einfach mit der rechten Maustaste in einen freien Bereich des Projekt-Navigators - Zeigen klicken und "Dlubal Standard" auswählen. Die Einstellungen werden dann auf die Standardwerte zurückgesetzt.
Während der Optimierung eines Tragwerkes kann es vorkommen, dass einzelne Querschnitte mehrfach geändert werden müssen. Mit der Funktion "Stäben grafisch zuordnen", welche unter "Querschnitte" im Projekt-Navigator Daten zu finden ist, ist dies sehr schnell möglich.
Das generierte FE-Netz kann mithilfe von FE-Netz-Qualitätskriterien beurteilt werden. Die Qualität des FE-Netzes kann über den Zeigen-Navigator grafisch dargestellt werden. Die "OK"-, "Warnung"- sowie "Fehlgeschlagen"-Elemente können nun auch separat für Flächen und Volumenkörper angezeigt werden. Des Weiteren können die FE-Netz-Qualitätsanmerkungen grafisch dargestellt werden.
Die Sichtbarkeit von Strukturen (Stäbe, Flächen...) und Hilfsobjekten (Bemaßungen, Kommentare, Hilfslinien...) kann neben den Möglichkeiten im Projekt-Navigator – Zeigen, im Menü und in der Symbolleiste auch mithilfe des Kontextmenüs beeinflusst werden.
Die Anzeige der Federstäbe kann im Zeigen-Navigator vorgenommen werden. Standardmäßig erfolgt eine Darstellung als Schraubenlinie. Wird das Kontrollfeld "Federstäbe" deaktiviert, so erscheinen diese als normale Linien.
Jeder Anwender von RFEM und RSTAB kennt die Vorzüge der Sichtbarkeiten, mit denen man selbstdefinierte Bereiche der Struktur für die Bearbeitung erstellen kann.
RFEM erkennt in der Regel alle Objekte automatisch, die auf einer Fläche liegen und die nicht zur Flächendefinition benutzt werden. Die in die Fläche integrierten Objekte können über das Kontextmenü "Integrierte Objekte selektieren" der betreffenden Fläche im Projekt-Navigator – Daten selektiert werden. Damit lässt sich beispielsweise grafisch leicht herausfinden, welche Objekte bereits in eine Fläche integriert sind.
RFEM und RSTAB sind Programme, bei denen die grafische Eingabe dominiert. Sämtliche Eingaben sind über Dialoge möglich und auch die Struktur des Projektnavigators ist auf eine Eingabe mit der Maus optimiert. Dennoch gibt es immer wieder Punkte, bei denen die tabellarische Eingabe schneller zum Ziel führen kann.
Die Geometriedaten eines RFEM-Modells werden aktuell in 29 Tabellen verwaltet, sodass nicht alle Registerreiter angezeigt werden. Für den Aufruf einer bestimmten Tabelle ist das Navigationsmenü zu empfehlen, das mit Rechtsklick auf einen beliebigen Reiter aufgerufen wird. Es erscheint ein Kontextmenü, in dem schnell zur gewünschten Eingabetabelle gesprungen werden kann.
Seit Version 5.05.0018 stehen nun auch Linienfreigaben in RFEM zur Verfügung. Diese neue Option kann am Schnellsten über den Daten-Navigator aufgerufen werden.
In RF-/DYNAM Pro besteht in der aktuellen Version nun die Möglichkeit, Eigenformen von der Erdbebenbemessung auszuschließen. Dazu gibt es in den meisten Normen Vorschriften, um zu kleine effektive Modalmassenfaktoren auszuschließen. Unter dem Reiter "Eigenformen" besteht daher die Möglichkeit, den Faktor anzugeben und die Eigenformen damit automatisch nicht zu berücksichtigen.
Sollte ein Modell elastisch gebettete Stäbe enthalten, werden die Kontaktkräfte und -momente in den Ergebnistabellen numerisch ausgegeben. Die grafische Anzeige der Ergebnisse wird über den Eintrag "Stäbe" im Ergebnisse-Navigator gesteuert.
Der überarbeitete Ergebnisnavigator für RF-JOINTS ermöglicht nun die gleichzeitige Darstellung der Ergebnisse aus unterschiedlichen Modulfällen. So könnten beispielsweise für die Kollisionsüberprüfung der Fundamente alle Stützenfuß-Bemessungen gleichzeitig dargestellt werden.
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 Arbeitsfenster von RFEM und RSTAB stehen für die Ergebnisdarstellung von Stäben vier Darstellungsarten zur Verfügung. Diese können im Zeigen-Navigator unter "Ergebnisse" -> "Stäbe" gewählt werden.
RFEM bietet die Möglichkeit, bis zu drei Ergebniswerte der Flächenergebnisse je Stelle in Gruppen darzustellen. Es sind bereits unter dem Navigatoreintrag "Gruppen" vier Gruppen voreingestellt.
Damit die Schnittkräfte bei den Starrstäben angezeigt werden, muss im Zeigen-Navigator unter "Ergebnisse" -> "Stäbe" -> "Ergebnisse für Kopplungen" das entsprechende Häkchen gesetzt werden.