Wenn regelmäßige Strukturen berechnet werden müssen, ist oft die Eingabe nicht kompliziert, sondern zeitaufwändig. Die Automation der Eingabe kann dann wertvolle Zeit sparen. Im vorliegenden Fall ist die Aufgabe, die Geschosse eines Hauses als einzelne Bauzustände zu betrachten. Die Eingabe soll mithilfe eines C# Programms erfolgen, sodass der Nutzer die Elemente der einzelnen Etagen nicht händisch eingeben muss.
Der modale Relevanzfaktor ist ein Ergebnis der linearen Stabilitätsanalyse und beschreibt qualitativ den Grad der Partizipation einzelner Stäbe an einer spezifische Eigenform.
Das optimale Szenario, in dem die Durchstanzbemessung nach ACI 318-19 [1] bzw. CSA A23.3:19 [2] verwendet werden sollte, ist, wenn eine Platte eine hohe Konzentration von Lasten erfährt oder Reaktionskräfte, die bei 1 auftreten einzelnen Knoten. In RFEM 6 wird der Knoten, bei dem das Durchstanzen von Belang ist, als Durchstanzknoten bezeichnet. Diese hohe Konzentration von Kräften kann durch eine Stütze, Einzellast oder einen Knotenlager verursacht werden. Auch die Verbindungswände können diese Einzellasten an Wandenden, Ecken und Enden von Linienlasten und Stützen zur Folge haben.
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 Stahlnorm AISC 360-16 fordert, dass die Stabilität einer Struktur als Ganzes sowie jede ihrer einzelnen Elemente berücksichtigt werden. Hierzu stehen unter anderem die direkte Berücksichtigung im Nachweis, die Knicklängenmethode und das direkte Nachweisverfahren zur Verfügung. In diesem Beitrag sollen die wichtigen Anforderungen aus Kap. C [1] und das direkte Nachweisverfahren vorgestellt werden, was anhand einer Stahlstruktur erfolgt, die in RFEM 6 nachgewiesen wird.
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.
Durch die Selektionsmöglichkeiten im Ausdruckprotokoll können einzelne Beulfiguren mit zugehörigem Beulnachweis in Kurz- oder Langfassung der Detailergebnisse dargestellt werden.
In RFEM und RSTAB werden verschiedene Möglichkeiten angeboten, um die Nummerierung einzelner Strukturelemente wie Knoten, Linien, Stäbe, Flächen oder Volumenkörper zu ändern. Es stehen die einzelne sowie die automatische Umnummerierung zur Verfügung.
Die Bemessung von vertikalen Isolierverglasungen erfordert vielmals eine unterschiedliche Zuweisung der Belastungen auf die einzelnen Schichten des gesamten Glasaufbaus. Dies tritt beispielsweise bei gleichzeitigen Einwirkungen aus Windbelastung und Absturzsicherung auf.
In Zeiten von BIM wird der Datenaustausch zwischen den einzelnen Disziplinen der Tragwerksplanung und -ausführung immer wichtiger. Da jede Software eigene Spezifikationen auch im Hinblick auf die Bezeichnung von Querschnitten und Materialien hat, bieten RFEM und RSTAB eine Konvertierungstabelle (Mapping File) an.
Die zusätzlichen Lasten aus Eigengewicht setzen sich in der Regel aus mehreren Schichten zusammen, wie zum Beispiel dem klassischen Fußboden- und Dachaufbau im Hochbau oder dem Fahrbahnaufbau bei Brückentragwerken. Bei der Lastdefinition in RFEM und RSTAB können mittels Verwendung der Mehrschichtaufbau-Last die einzelnen Schichten mit Dicke und spezifischem Gewicht definiert werden.
Soll in RFEM in eine bestehende Struktur nachträglich ein Voutenstab mit Zwischenknoten eingefügt werden, tritt oft die Frage auf, wie man die einzelnen Querschnittshöhen der Voutenstäbe einfach und schnell ermitteln kann. Hierfür ist die Funktion "Linien/Stäbe verbinden" sinnvoll.
Bei der Glasbemessung im Zusatzmodul RF-GLAS stehen grundsätzlich zwei verschiedene Berechnungsoptionen zur Verfügung: eine 2D- und eine 3D-Berechnung. Grundsätzlicher Unterschied dieser beiden Bemessungsvarianten ist die vom Programm automatisierte Modellierung der Scheiben im temporären Modell. Bei einer 2D-Bemessung werden für die einzelnen Scheiben gängige Flächenelemente (Plattentheorie) generiert, während bei der 3D-Bemessung die einzelnen Scheiben als Volumen abgebildet werden. Je nach gewähltem Schichtaufbau steht die Option zur Wahl oder wird vom Programm bereits automatisch vorgegeben.
Für die Erfassung der maßgebenden Schnittgrößen einer Platte wird häufig eine schachbrettartige Belastung aufgebracht. Damit die Fläche nicht in die einzelnen Lastabschnitte unterteilt werden muss, wird meist eine Belastung mittels freier Rechtecklasten vorgenommen. Bei vielen Lasten kann die normale Lastdarstellung etwas unübersichtlich werden.
In RF-/FUND Pro steht dem Anwender eine grafische Ausgabe der Ergebnisdetails zur Verfügung. Hierzu muss nach der Berechnung zur Maske "2.2 Maßgebende Kriterien" gewechselt werden. In der interaktiven Grafik dieser Maske können zu jedem geführten Nachweis einzelne bemessungsrelevante Werte dargestellt werden.
Mit dem neuen Stabtyp "Ergebnisstab" in RFEM 5 hat man nun auch die Möglichkeit, sich die Lastsummen einzelner Geschosse einfach ermitteln zu lassen. Dazu modelliert man einen Stab in dem gewünschten oder in allen Geschossen und gibt bei den Parametern des Ergebnisstabes die zu berücksichtigenden Wände als inklusive Objekte vor. RFEM integriert dann die Flächenschnittgrößen zu Stabschnittgrößen.
Durch die rasante Entwicklung in der EDV-Branche geht der Trend auch bei der Bemessung von Bauwerken hin zum Gesamtmodell. Große Projekte werden selten von einem einzelnen Ingenieur abgewickelt. Eine einheitliche Projektverwaltung im gesamten Unternehmen ist bei Großprojekten ein Schlüssel zum effektiven Arbeiten.
Im Holzbau werden oft Träger aus mehreren Holzteilen zusammengesetzt. Die Verbindung der einzelnen Teile erfolgt durch Leim, Nägel, Schrauben, Dübel oder Passbolzen. Bei einer Verbindung aus Leim ist diese als starr anzunehmen. Bei Verbindungen mit zum Beispiel stiftförmigen Verbindungsmitteln ist die Verbindung nachgiebig und die Querschnittskennwerte der verbundenen Teile können nicht voll angesetzt werden.
In RFEM 5 und RSTAB 8 können Stabendgelenken Nichtlinearitäten zugeordnet werden. Es steht hierbei neben den Nichtlinearitäten "Fest, falls..." und "Teilweise Wirkung..." auch "Diagramm..." zur Verfügung. Wählt man die Option "Diagramm...", sind im zugehörigen Dialog die entsprechenden Einstellungen für die Wirkung des Stabendgelenks einzutragen. Hierbei sind für die einzelnen Definitionspunkte die Abszissen- und Ordinatenwerte (Verformungen beziehungsweise Verdrehungen und zugehörige Schnittgrößen) einzutragen, welche das Gelenk definieren.
Stahlfaserbeton wird heutzutage vor allem für Industriefußböden beziehungsweise Hallenböden, gering beanspruchte Fundamentplatten, Kellerwände und Kellersohlen eingesetzt. Seit der Veröffentlichung der ersten DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton im Jahre 2010 liegt dem Tragwerksplaner ein bauaufsichtlich eingeführtes Regelwerk für die Bemessung des Verbundwerkstoffes Stahlfaserbeton vor, wodurch der Einsatz von Faserbeton in der Baupraxis immer beliebter wird. Dieser Artikel geht auf die einzelnen Materialparameter des Stahlfaserbetons sowie auf die Umsetzung dieser Materialparameter in dem FEM-Programm RFEM ein.
Gittermasten stellen typische Anwendungsfälle im Stahlbau dar. Beispiele für diese spezielle Art von Fachwerkkonstruktionen sind Antennen- und Freileitungsmasten oder Stützen für Windkraftanlagen, Seilbahnen und Gerüstkonstruktionen. Die Modellierung kann in RFEM und RSTAB individuell durch die Eingabe der einzelnen Mastelemente erfolgen. Hierzu lassen sich verschiedene Kopierfunktionen und parametrisierte Eingabemöglichkeiten nutzen. Diese Vorgehensweise ist in der Regel mit Aufwand verbunden. Komfortabler gestaltet sich die Modellierung über vorkonfektionierte Katalogelemente des sogenannten Blockmanagers, die bei der Programminstallation automatisch hinterlegt werden. Damit lassen sich Mastschüsse, Bühnen, Antennenträger, Kabelschächte et cetera als parametrisierte Bausteine für die Generierung verschiedener Mastkonstruktionen nutzen.
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.
Entsprechend Absatz 7.3.2 (2) fordert die Norm DIN EN 1992-1-1: "Bei gegliederten Querschnitten wie Hohlkästen oder Plattenbalken ist in der Regel die Mindestbewehrung für jeden Teilquerschnitt (Gurte und Stege) einzeln nachzuweisen."Bei einem Plattenbalken mit T-Querschnitt sollte eine Ermittlung der Mindestbewehrung für die beiden Gurte und den Steg durchgeführt werden, wenn die entsprechenden Teilquerschnitte im Zugbereich liegen. Die Einteilung der Querschnitte ist in Bild 01 dargestellt.
BIM ist ein oft verwendeter Ausdruck, wenn es um Datenmanagement im Bauwesen geht. Die einzelnen Disziplinen Architektur, Tragwerksplanung, Ausführung und Bauwerksüberwachung rücken immer näher zusammen. Möglich macht dies das Building Information Modeling.Dlubal Software bietet zahlreiche Formate zum Austausch von Daten. Im Folgenden soll auf Details der Revit-Schnittstelle und im Besonderen die Exporteinstellungen eingegangen werden.
RFEM und RSTAB bieten dem Nutzer zwei unterschiedliche Verfahren für die Überlagerung von Lastfällen an. Mit Lastkombinationen werden die Lasten der einzelnen Lastfälle überlagert und in einem "großen Lastfall" zusammen berechnet. Ergebniskombinationen kombinieren hingegen nur die Ergebnisse der einzelnen Lastfälle. Der Beitrag wird sich nun im Folgenden mit den Grundlagen der Definition von Ergebniskombinationen befassen und diese an zwei Beispielen näher erläutern.
Werden in RFEM 5 Dateien geöffnet, in denen die Durchdringungen noch mit RFEM4 erzeugt wurden, so verbleibt die Dateiverwaltung der Durchdringungen aus Kompatibilitätsgründen im alten Format. Die einzelnen Teilflächen der Durchdringung können dann nur über das Register "Integriert/Komponenten" aktiviert oder deaktiviert werden, alle Teilflächen können nur dieselbe Dicke aufweisen und es kann keine separate Flächen-FE-Netzverdichtung für die einzelnen Teilflächen verwendet werden.
In RF-/DYNAM Pro - Ersatzlasten steht seit der Version X.06.3039 eine vorzeichengerechte Überlagerung der Ergebnisse auf Basis der dominanten Eigenform zur Verfügung. Bei der modalen Überlagerung der Ergebnisse aus den einzelnen Eigenformen muss eine quadratische Überlagerungsvorschrift verwendet werden. In RFEM und RSTAB stehen dafür die SRSS- und die CQC-Regel zur Auswahl. Auch dürfen nur Ergebnisse und keine Lasten direkt überlagert werden. Der Grund liegt in den Eigenformen einer Struktur, welche beliebig skaliert und damit auch richtungsvariabel sind.
Über den Button [Details] ist es in RF-GLAS möglich, die gewünschten anzuzeigenden Ergebnisse auszuwählen. Um eine bessere Übersicht bei der Ergebnisauswertung zu erlangen, können sowohl die einzelnen Spannungsbilder – Hauptspannungen, Spannungen orientiert an den Achsen, Schubspannungen – als auch die unterschiedlichen Ergebnistabellen separiert an- beziehungsweise abgewählt werden. Diese Option ermöglicht es für jeden User, die individuell benötigten Ergebnisse zu erhalten.
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.