Tabellenkalkulationsprogramme wie EXCEL erfreuen sich großer Beliebtheit bei Ingenieuren, da Berechnungen auf einfache Weise automatisieren und Ergebnisse schnell ausgegeben werden können. Die Verbindung von EXCEL als grafische Oberfläche und der Webservice API ist daher naheliegend. Mithilfe der freien Bibliothek xlwings für Python ist es möglich, EXCEL anzusteuern und Werte auszulesen und zu schreiben. Im Folgenden wird daher an einem Beispiel diese Funktionsweise erläutert.
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.
Der Durchstanznachweis nach EN 1992-1-1 ist für Platten mit Einzellast beziehungsweise für Platten mit Reaktion zu führen. Als Durchstanzknoten bezeichnet man einen Knoten, an welchem der Nachweis des Durchstanzens geführt wird (d.h. an dem ein Durchstanzproblem vorliegt). An diesen Knoten kann die Einzellast durch Stützen, Einzelkraft oder Knotenlager eingeleitet werden. Da bei Platten auch das Ende der linienförmigen Lasteinleitung als Einzellast angesehen wird, sollte auch die Schubtragfähigkeit an Wandenden, Wandecken sowie bei Linienlasten und Linienlagern kontrolliert werden.
Um Belastungen, welche über Höhe und Umfang veränderlich sind, auf rotationssymmetrische Objekte aufzubringen, gibt es in RFEM die freie veränderliche Last.
In RFEM können Belastungen frei auf Flächen definiert werden. Dabei ist es nicht direkt möglich, beispielsweise auf Kreisflächen eine veränderliche radiale Belastung zu definieren. Mit einem kleinen Trick lässt sich diese Art der Belastung aber trotzdem erstellen, nämlich durch Verwendung einer freien Kreislast.
Nicht alle Strukturelemente des realen Bauwerks werden im statischen Modell herangezogen. Als Beispiel hierfür soll eine Rohrleitung dienen, die auf einem Stahlträgergerüst verläuft.
Soll auf eine kegelförmige Bodenplatte eine partielle Auftriebslast aufgebracht werden, so bietet sich in RFEM die "freie Kreislast" an. Diese kann linear veränderlich definiert werden. Die Definition von Zentrum C und äußerer Berandung R ist komfortabel mit der Pickfunktion anzugeben.
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.
Häufig müssen in RFEM nur Teile und nicht die gesamte Fläche belastet werden. Klassischer Fall dazu ist der Erddruck. Dafür gibt es die Möglichkeit der freien Flächenlasten. Diese sind dann flächenunabhängig und werden in der Grafik in den definierten Koordinatenabmessungen dargestellt.
Bei der Querkraftbemessung in RF-BETON Stäbe und BETON kann die einwirkende Querkraft Vz gemäß EN 1992-1-1 abgemindert werden. Im nachfolgenden Artikel wird auf die Abminderung der auflagernahen Einzellasten und die Querkraftbemessung im Abstand d vom Auflagerrand bei gleichförmiger Last eingegangen.
In RFEM und RSTAB kann die vom Anwender modellierte Struktur durch benutzerdefinierte Maßlinien ergänzt werden. Beim Anlegen dieser Maßlinien werden nacheinander Objekte (zum Beispiel Endknoten einer Linie, Stäbe etc.) angeklickt, welche die Referenzpunkte der Bemaßung darstellen. Will man eine Maßlinie frei von der zuvor definierten Struktur in das Modell einfügen, ist zunächst ein zusätzlicher freier "Hilfsknoten" anzulegen, welcher als Referenzobjekt für die neue Bemaßung dient.
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.
Um in RFEM eine Bemaßung abzusetzen, ist es dringend erforderlich, dass an den zu bemaßenden Stellen auch ein physikalischer Knoten vorhanden ist. Eine Bemaßung von freien Flächenlasten oder grafischen Ergebnissen war bislang somit nicht ohne weiteren Aufwand möglich.
Bei plattenartigen Bauteilen muss an Stellen mit konzentrierter Lasteinleitung der Querkraftnachweis mit den Regeln des Durchstanznachweises nach 6.4, EN 1992-1-1 [1] ersetzt werden. Eine konzentrierte Lasteinleitung liegt an Einzelstellen zum Beispiel durch eine Stütze, konzentrierte Einzellast oder Punktauflager vor. Zusätzlich ist das Ende einer linienförmigen Lasteinleitung in Flächen auch als konzentrierte Lasteinleitung zu werten. Darunter fallen beispielsweise Wandenden, Wandecken, Enden beziehungsweise Ecken von Linienlasten und Linienlagern. Der Durchstanznachweis ist für Platten und Bodenplatten beziehungsweise Fundamenten unter der Berücksichtigung der um den betrachteten Durchstanzpunkt vorhandenen Plattentopologie zu führen. Im Zuge des Durchstanznachweises nach EN 1992-1-1 ist zu prüfen, dass die einwirkende Querkraft vEd den Widerstand vRd nicht übersteigt.
Der Formfindungsprozess mit RF-FORMFINDUNG verschiebt die Eckknoten der FE-Elemente von einer Membranfläche im Raum bis die definierte Oberflächenspannung im Gleichgewicht mit den Randreaktionen steht. Diese Verschiebung erfolgt unabhängig von der Elementgeometrie. Da diese freie Verschiebung bei Elementen mit vier Eckpunkten eine räumliche Drillung der Elementebene hervorrufen kann und dann die Gültigkeitsgrenzen der Berechnung nicht mehr eingehalten sind, sind für Formfindungssysteme generell Dreieckselemente zu empfehlen. Dreieckselemente bleiben unabhängig von der Verschiebung der Eckknoten eben und in den Anwendungsgrenzen der Berechnung.
Mit RF-DYNAM Pro - Erzwungene Schwingungen kann eine Zeitverlaufsanalyse durchgeführt werden. Zum Beispiel können die Auswirkungen einer Explosion auf ein nahegelegenes Bauwerk untersucht werden. In "Dynamik der Baukonstruktionen" von Christian Petersen sind Formeln für Zeitdiagramm und Lastverteilung zur Beschreibung einer Explosion angegeben. Im Bild ist die Eingabe einer solchen Explosionslast dargestellt. In RFEM stehen die freien veränderlichen Lasten zur Verfügung, die eine flexible Eingabe des Lastverlaufes ermöglichen.
Beim Modellieren der Belastung in RFEM kommen sehr häufig Linienlasten auf Flächen zum Einsatz. Hierbei kann es sich um eine Linienlast handeln, die direkt einer bestimmten Last zugeordnet ist, oder um eine freie Linienlast, welche über die Anfangs- und Endkoordinaten eingegeben wurde.
Mit RF-LAMINATE ist eine freie Definition der Materialien möglich. Damit lassen sich beliebige Schichtenaufbauten verschiedener Werkstoffe kombinieren. Auch eine Kombination von Beton und Holz ist möglich. Bei der Definition ist aber darauf zu achten, dass der starre Verbund gewährleistet ist. Im RF-LAMINATE kann mit vollem Schubverbund oder ohne Schubverbund gerechnet werden.
In RF-/DYNAM Pro - Erzwungene Schwingungen werden statische Lastfälle mit Zeitdiagrammen verknüpft, um die Systemanregung zu definieren. Dadurch wird es möglich, nicht nur Knotenlasten, sondern auch Linien, Flächen, freie oder generierte Lasten im Zeitverlaufsverfahren zu berücksichtigen.
Die "Lastverteilung" stellt die auf das System tatsächlich aufgebrachte Last in den FE-Netzpunkten und gegebenenfalls auf die FE-Flächen dar. Insbesondere bei Linienlasten und bei freien Lasten spielt die FE-Netzgröße für die Belastung eine große Rolle.