Die Ergebnisse für die FE-Netzknoten werden in RFEM 6 mit der Finite-Elemente-Methode ermittelt. Damit der Schnittgrößenverlauf durchgehend abgebildet wird, werden die Knotenwerte durch Interpolation geglättet. In diesem Beitrag werden die verschiedenen Arten der Ergebnisglättung vorgestellt und miteinander verglichen.
Dieser Beitrag gibt eine Einführung in die "Flächenergebnisanpassungen" in RFEM 6, die der in RFEM 5 implementierten Funktion der "Glättungsbereiche" entsprechen.
RFEM 5 bietet im Menü "Ergebnisse" → "Neuer Glättungsbereich" die Option einen Glättungsbereich zu definieren. Dabei kann zwischen einer rechteckigen, kreisförmigen oder elliptischen Form gewählt werden. Dieses Werkzeug kann beispielsweise verwendet werden, um Singularitäten durch Knotenlasten auf einen gewünschten Glättungsbereich zu "verschmieren".
Die geglätteten Schnittgrößen aus zuvor definierten Glättungsbereichen können auch zur Bemessung von Betonflächen herangezogen werden. Dazu wird im Modul RF-BETON Flächen die Schaltfläche [Details...] betätigt und die entsprechende Checkbox aktiviert. Wurden vorher keine Glättungsbereiche definiert, ist diese Funktion nicht zugänglich.
Bei der Berechnung eines Flächenmodells werden die Schnittgrößen für jedes finite Element separat ermittelt. Da die elementweisen Ergebnisse meist einen unstetigen Verlauf abbilden, nimmt RFEM eine sogenannte Glättung der Schnittgrößen vor, die den Einfluss der benachbarten Elemente berücksichtigt. Bei diesem Verfahren wird der diskontinuierliche Schnittgrößenverlauf bereinigt. Die Auswertung der Ergebnisse gestaltet sich damit übersichtlicher und einfacher.
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.
Um die geglätteten Schnittgrößen aus den Glättungsbereichen auch für die Bemessung von Betonflächen in RF-BETON Flächen zu verwenden, müssen diese im Modul aktiviert werden. Dies geschieht über die Schaltfläche [Details] im Register "Extras" durch die Aktivierung der Option "Geglättete Schnittgrößen in definierten Glättungsbereichen für GZT-Berechnung und analytisches Verfahren der GZG-Berechnung verwenden".
Bei den Glättungsbereichen ist es möglich, als Projektion einen Vektor zu verwenden. Damit ist die Definition von Glättungsbreichen auch für gekrümmte Flächen möglich.
In RFEM können Bereiche definiert werden, in denen die Flächenschnittgrößen nicht mit dem tatsächlichen Verlauf aus der FE-Berechnung, sondern als Mittelwert angezeigt werden. Dabei sind unterschiedliche Einstellungen zur Schnittgrößenglättung möglich. Drei mögliche Anwendungsgebiete der Funktion "Glättungsbereich" sind nachfolgend aufgeführt.
Um für die Bemessung von Verbindungen von Flächen die Kräfte zu erhalten, kann das Ergebnis mit der Funktion "Ergebnisverlauf" der Verbindungslinie betrachtet werden. Darin stehen unter anderem Hilfsmittel wie die "Glättungslinie" und die "Glättungsbereiche" zu Verfügung.
Genau wie im Zeigen-Navigator in RFEM kann in RF-STAHL Flächen der Verlauf der Schnittgrößen innerhalb der Flächen eingestellt werden. Da das Ergebnis einer FEM-Berechnung immer Verformungen sind, werden entsprechende Schnittgrößen darüber rückgerechnet. Das bedeutet, dass an einem FE-Element je nach Beschaffenheit (Dreieck oder Viereck) an drei oder vier Stellen Schnittgrößen berechnet werden. Um durchlaufende Schnittgrößen und damit einen weichen Verlauf erhalten zu können, müssen diese interpoliert werden. Diese Interpolation kann dann über die Einstellung "Verlauf der Schnittgrößen" innerhalb Flächen gesteuert werden.