In RFEM 6 ist es möglich, Linienschweißnähte zwischen Flächen zu definieren und die Schweißnahtspannungen mithilfe des Add-Ons Spannungs-Dehnungs-Berechnung zu berechnen. In diesem Fachbeitrag erfahren Sie, wie es geht.
In diesem Beitrag wird gezeigt, wie die Eingabedaten für Stab- und Flächenbemessungskonfigurationen innerhalb des Add-Ons Spannungs-Dehnungs-Berechnung verwaltet werden.
Stahl hat schlechte thermische Eigenschaften für den Brandschutz. Die Wärmeausdehnung bei steigender Temperatur ist im Vergleich zu anderen Baustoffen sehr hoch und kann bei Normaltemperatur zu Effekten führen, die aufgrund von Zwangsbeanspruchungen im Bauteil vorhanden waren.Mit steigender Temperatur nimmt die Duktilität des Stahls zu, hingegen seine Festigkeit ab. Da Stahl bei einer Temperatur von 600 °C 50 % seiner Festigkeit einbüßt, ist es wichtig, die Bauteile vor Brandeinwirkungen zu schützen. Bei geschützten Stahlbauteilen kann die Feuerwiderstandsdauer aufgrund des verbesserten Erwärmungsverhaltens erhöht werden.
Die elastischen Verformungen eines Bauteils infolge einer Last basieren auf dem hookeschen Gesetz, das eine lineare Spannungs-Dehnungs-Beziehung beschreibt. Sie sind reversibel: Nach der Entlastung kehrt das Bauteil wieder in seine ursprüngliche Form zurück. Plastische Verformungen hingegen führen zu irreversiblen Formänderungen. Die plastischen Dehnungen sind in der Regel erheblich größer als die elastischen Verformungen. Bei plastischen Beanspruchungen duktiler Materialien wie Stahl treten Fließeffekte auf, bei denen der Verformungszuwachs mit einer Verfestigung einhergeht. Sie führen damit zu bleibenden Formänderungen - und im Extremfall zur Zerstörung des Bauteils.
Das erste Ergebnis einer FE-Berechnung sind immer die Verformungen der FE-Knoten. Auf Basis dieser Verformungen und der Steifigkeit der Elemente können Dehnungen, Schnittgrößen und Spannungen berechnet werden.
Modelltechnisch besteht ein ideales Gas aus frei schwirrenden ausdehnungslosen Masseteilchen in einem Volumenraum. In diesem Raum bewegt sich jedes Teilchen mit einer Geschwindigkeit in eine Richtung. Der Stoß eines Teilchens an ein anderes Teilchen oder die Volumenbegrenzungen führt zu einer Ablenkung und Veränderung der Geschwindigkeit der Beteiligten.
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.
In RFEM können Tragwerke in einer räumlichen Umgebung modelliert und analysiert werden. Die permanente 3D-Visualisierung hilft komplexe Modelle besser zu verstehen und die Kraftflüsse darzustellen. Bei der Dokumentation einer Berechnung wechselt man jedoch vom räumlichen Modus auf einen ebenen Blattmodus. Der Aufsteller ist hierbei gefordert, die räumliche Berechnung des Tragwerks mit allen nötigen Eigenschaften prüffähig auf "ebenen" Papierseiten für einen unabhängigen Leser zu beschreiben. Dabei versucht man oft, mit einem orthogonalen Blick auf die Teilsysteme des Gesamttragwerks die Einwirkungen und die daraus folgenden Ergebnisse darzustellen. Dabei fällt auf, dass die im 3D-Modus gezeichneten Lastsymbole in einer Sicht senkrecht zur Last aufgrund Ihrer fehlenden Ausdehnung unkenntlich werden. Um trotzdem Bilder mit einer eindeutigen Darstellung aller Informationen zu erstellen verfügt RFEM über entsprechende Anpassungen.
In RF-PIPING können jetzt auch Axialkompensatoren verwendet werden. Diese dienen zur Aufnahme von Ausdehnungs- und Druckbewegungen in Achsenrichtung aufgrund von Wärmedehnungen der Rohrleitung.
In RFEM und RSTAB kann man neben einer Biege-, Torsions-, Längs- und Dehnungslast auch einen Innendruck für Stäbe mit kreisförmigen Hohlquerschnitten definieren und berechnen. Die aus der Innendrucklast folgenden Umfangsspannungen und Axialspannungen werden mittels der "Kesselformel" ausgewertet und an die Bemessungsmodule zur Überlagerung mit den restlichen Spannungen aus den Schnittgrößen übergeben.