Mit dem Add-On Holzbemessung ist eine Bemessung von Holzstützen nach der ASD-Methode der amerikanischen Norm 2018 NDS möglich. Die genaue Berechnung der Druckbeanspruchbarkeit und der Anpassungsfaktoren von Holzstäben ist wichtig für Sicherheitsüberlegungen und Bemessungen. Im folgenden Beitrag handelt es sich um den Nachweis der maximalen kritischen Knickfestigkeit, die mit dem Add-On Holzbemessung berechnet wird, unter Einsatz von schrittweisen analytischen Gleichungen nach der amerikanischen Norm NDS 2018 einschließlich Druckanpassungsfaktoren, angepasstem Druckbemessungswert und finaler Ausnutzung.
Biegedrillknicken (BGDK) ist ein Phänomen, das auftritt, wenn ein Träger oder ein Bauteil auf Biegung beansprucht wird und der Druckflansch seitlich nicht ausreichend gestützt ist. Dies führt zu einer Kombination aus seitlicher Verschiebung und Verdrehung. Dies ist ein entscheidender Faktor bei der Bemessung von Bauteilen, insbesondere bei schlanken Balken und Trägern.
Wenn windinduzierte Flächendruckwerte auf einem Gebäude vorhanden sind, können sie auf ein Tragwerksmodell in RFEM 6 angesetzt, von RWIND 2 verarbeitet und als Windlasten bei der Statikanalyse in RFEM 6 verwendet werden.
Mit RWIND 2 und RFEM 6 ist es nun möglich, Windlasten aus experimentell gemessenen Winddruckwerten auf Oberflächen zu berechnen. Grundsätzlich stehen zwei Interpolationsverfahren zur Verfügung, um punktuell gemessene Drücke auf den Flächen zu verteilen. Durch entsprechende Methoden- und Parametereinstellungen kann die gewünschte Druckverteilung erreicht werden.
Die Windrichtung spielt bei der Gestaltung der Ergebnisse von CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics - Numerische Strömungsmechanik) und der statischen Bemessung von Gebäuden und Infrastrukturen eine entscheidende Rolle. Sie ist ein entscheidender Faktor bei der Beurteilung, wie Windkräfte mit Bauwerken interagieren, und beeinflusst die Verteilung des Winddrucks und folglich die Maßnahmen hinsichtlich der Statik. Das Verständnis zur Auswirkung der Windrichtung ist unerlässlich, um Konstruktionen zu entwickeln, die wechselnden Windkräften standhalten sollen und somit die Sicherheit und Dauerhaftigkeit von Tragwerken gewährleisten. Einfach ausgedrückt hilft die Anströmrichtung bei der Feinabstimmung von CFD-Simulationen und der Anleitung von statischen Bemessungsprinzipien, eine optimale Leistung und Widerstandsfähigkeit gegenüber windinduzierten Effekten zu erzielen.
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.
Linienfreigaben sind spezielle Objekte in RFEM 6, die eine konstruktive Entkopplung von Objekten ermöglichen, die an eine Linie angeschlossenen sind. Sie werden meist dazu verwendet, zwei Flächen zu entkoppeln, die nicht starr miteinander verbunden sind oder nur Druckkräfte an der gemeinsamen Begrenzungslinie übertragen. Durch die Definition einer Linienfreigabe wird an derselben Stelle eine neue Linie erzeugt, die nur die gesperrten Freiheitsgrade überträgt. In diesem Beitrag soll die Definition von Linienfreigaben an einem praktischen Beispiel gezeigt werden.
Ein Standardszenario im Holzstabbau ist die Möglichkeit, kleinere Stäbe mittels Auflager auf einem größeren Trägerstab zu verbinden. Darüber hinaus können die Stabendbedingungen eine ähnliche Situation umfassen, in der der Träger auf einem Lagertyp lagert. In beiden Fällen muss der Träger unter Berücksichtigung der Tragfähigkeit rechtwinklig zur Faserrichtung gemäß NDS 2018 Abschnitt 3.10.2 und CSA O86:19 Abschnitte 6.5.6 und 7.5.9 festgelegt sind. In allgemeinen Statikprogrammen ist es in der Regel nicht möglich, diesen vollständigen Nachweis durchzuführen, da die Lagerfläche unbekannt ist. In der neuen Generation von RFEM 6 und dem Add-On Holzbemessung ist es nun mit der Funktion 'Bemessungsauflager' möglich, die Nachweise nach NDS und CSA für Lager senkrecht zur Faserrichtung zu führen.
Alle Daten in RFEM 6 lassen sich in einem mehrsprachigen Ausdruckprotokoll dokumentieren. Das Design des Ausdruckprotokolls ist modern und gegenüber der Vorgängergeneration (RFEM 5) stark optimiert. Einige der wichtigsten Funktionen werden in diesem Fachbeitrag vorgestellt.
Zur realitätsnahen Modellierung eines Flächenmodells mit ausfallenden Lagern steht in RFEM 5 bei Kontaktvolumen unter "Kontakt parallel zu den Flächen" die Option "Ausfall, falls Kontakt senkrecht zu den Flächen wirkt" zur Verfügung.
Dieser Fachbeitrag befasst sich mit geradlinigen Elementen, deren Querschnitt durch Drucknormalkraft beansprucht wird. Ziel des Beitrags ist es, die Berücksichtigung zahlreicher Parameter, die in den Eurocodes für Betonstützen definiert sind, in der Statik-Software RFEM aufzuzeigen.
Dieser Fachbeitrag vergleicht die Stützenbemessung mit dem folgenden Beitrag: Bemessung einer zentrisch druckbeanspruchten Betonstütze mit RF-BETON Stäbe. Es geht also darum, genau die gleiche theoretische Anwendung, die mit RF-BETON Stäbe durchgeführt wurde, zu übernehmen und mit RF-BETON Stützen nachzumachen. Ziel ist es daher, die unterschiedlichen Eingabeparameter und die Ergebnisse der beiden Zusatzmodule für den Nachweis von stützenartigen Betonstäben zu vergleichen.
Durch die Selektionsmöglichkeiten im Ausdruckprotokoll können einzelne Beulfiguren mit zugehörigem Beulnachweis in Kurz- oder Langfassung der Detailergebnisse dargestellt werden.
In diesem Beitrag wird ein Holzquerschnitt 2x4 (38,1 mm x 88,9 mm) mit kombinierter biaxialer Biegung und axialem Druck mit dem Zusatzmodul RF-/HOLZ AWC nachgewiesen. Die Eigenschaften des Stützenstabes und seine Belastung basieren auf Beispiel E1.8 der AWC Structural Wood Design Examples 2015/2018.
Die Zusatzmodule zur Bemessung von Stab-Bauteilen nach nationalen, europäischen und internationalen Normen stellen Nachweisergebnisse neben der numerischen Darstellung in Tabellenform auch grafisch als Diagramm am Stabwerk dar.
Die Stahlbetonbemessung für den Brandfall erfolgt nach dem vereinfachten Verfahren gemäß EN 1992-1-2 Abschnitt 4.2. Dabei wird die im Anhang B.2 beschriebene "Zonenmethode" benutzt: Der Querschnitt wird in eine Anzahl paralleler Zonen gleicher Dicke unterteilt und deren temperaturabhängige Druckfestigkeit ermittelt. Die reduzierte Tragfähigkeit bei Brandeinwirkung wird so durch einen verkleinerten Bauteilquerschnitt mit abgeminderten Festigkeiten abgebildet.
RFEM und RSTAB speichern die Eingabedaten, das FE-Netz, die Ergebnisse, die Ausdruckprotokolle und die 3D-gITF-Modellvorschau inklusive aller visuellen Objekte in einer Datei.
Für eine Unterspannung sollen die Druckstäbe senkrecht zum schrägen Riegel modelliert werden. Bekannt sind hierbei die Stablänge sowie der Schnittpunkt mit dem Riegel.
Auflager, die nur bei Druck oder nur bei Zug zum Lastabtrag beitragen, sind in RFEM und RSTAB als nichtlineare Auflager definierbar. Dabei fällt es dem Anwender nicht immer leicht, die richtige Nichtlinearität für "Ausfall bei Zug" oder "Ausfall bei Druck" auszuwählen.
Die Querschnittsprogramme DUENQ und DICKQ eignen sich, um die Querschnittskennwerte allgemeiner dünn- oder dickwandiger Profile zu ermitteln. Diese Querschnittswerte stehen auch für weitere Untersuchungen in RSTAB und RFEM zur Verfügung.
Bei gleichmäßiger verteilter Belastung kann nach EN 1992-1-1 (Eurocode 2) der Bemessungsschnitt für die Schubbewehrung im Abstand d von der Auflagervorderkante gelegt werden. Dabei reduziert sich die anzusetzende Querkraft für die Schubbewehrung auf VEd,red. Für den Nachweis der maximal aufnehmbaren Betondruckkraft VRd,max ist aber die vollständige Querkraft anzusetzen.
Die Ergebnisse einer FEM-Berechnung werden in der Regel mit einer grafischen Ergebnisdarstellung mittels Isoflächen oder Isolinien dokumentiert. Im nachfolgenden Beitrag wird die Vorbereitung der Ergebnisgrafik mit Isolinien für den Schwarz-Weiß-Ausdruck näher erläutert.