In RFEM besteht die Möglichkeit, Seile mit Hilfe von Umlenkrollen zu erstellen und zu berechnen. Dazu dient der Stabtyp "Seil an Scheibe". Er eignet sich für Flaschenzugsysteme, an denen die Längskräfte über Umlenkrollen geleitet werden.
Hin und wieder kann es vorkommen, dass man die Problemstellen in einem Anschluss oder die Steifigkeit einer Rahmenecke genauer untersuchen möchte. Im Folgenden einige Hinweise, welche den Weg zum Ziel vereinfachen können. Als Beispiel wurde eine Rahmenecke mit Hilfe von RF-RAHMECK Pro und Stäben modelliert und als Grundlage verwendet.
Die Modellkontrolle ermöglicht unter anderem das Auffinden überlappender Stäbe. Die gezielte Selektion konnte jedoch leichte Probleme bereiten. Daher wurde nun ein Auswahlfenster implementiert. Dieses erscheint durch einen Klick auf eines der Elemente. Zusätzliche Angaben helfen den richtigen Stab auszuwählen.
Bei der Definition von Stabendgelenken sowie Stabnichtlinearitäten spielt unter anderem das lokale Koordinatensystem des Stabes eine große Rolle. Je nach Ausrichtung der Achsen werden anschließend die Definitionen vorgenommen. Die Sichtbarkeit dieser Stabachsen kann temporär mittels der Vorselektion gesteuert werden.
Es wird bei der Definition von realen Auflagerbedingungen immer wieder erforderlich, eine Mischung aus linearen und nichtlinearen Lagerbedingungen zu verwenden. So kann ein Träger, der auf einer Wand aufliegt, hier Druck in die Wand einleiten, abhebende Kräfte sollen vom Linienlager (Wand) nicht übernommen werden. Diese Kräfte sollen zum Beispiel über Schrauben, welche als lineare Knotenlager definiert werden, abgetragen werden.
In RFEM und RSTAB besteht nicht nur die Möglichkeit der Eingabe von Knoten über Koordinaten, sondern auch die der Eingabe von Knoten über vorhandene Knoten. Mit der Funktion "Knoten zwischen zwei Punkten" wird beispielsweise ein Knoten erstellt, welcher sich auf der gedachten Verbindungslinie zweier Knoten befindet. Die Distanz kann über eine Prozentangabe oder über relative Längen angegeben werden.
Möchte man eine geschwungene Geometrie möglichst in einem Linienzug abbilden, kann man in RFEM beispielsweise auf Splines oder Nurbs zurückgreifen. Beim Modellieren müssen nun die einzelnen Knoten nacheinander gepickt werden. Unterläuft einem hier ein Fehler, kann dieser mit der speziellen UnDo-Funktion im Linien-Fenster rückgängig gemacht werden. Es ist somit nicht erforderliche, den kompletten Linienzug erneut einzugeben.
Bei etwas aufwändigeren Volumen-Modellen kann die Option "Schnittmenge" die Modellierung wesentlich vereinfachen. Diese Option kann aus dem Kontextmenü nach der Selektion von 2 Volumenkörpern aufgerufen werden.
Oftmals ist es nötig, das FE-Netz von Flächenelementen an die geometrische Struktur anzupassen. In RFEM stehen hierzu verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Die Achsen der FE-Elemente können beispielsweise um einen Punkt gedreht, in Richtung eines Punktes ausgerichtet oder an einem benutzerdefinierten Koordinatensystem orientiert werden. Als weitere Option kann auch die Orientierung parallel einer Linie ausgewählt werden, und im Speziellen können hierbei auch mehrere Linien angegeben beziehungsweise ausgewählt werden.
Die Programmeingabetabellen besitzen neben den Standardfunktionen noch sogenannte Blockfunktionen. Diese geben dem Anwender die Möglichkeit, die markierten Zahlen und Zahlenfelder in der Tabelle in einem Schritt zu manipulieren.
Können nicht alle Schnittgrößen von einer Fläche zur nächsten übertragen werden, muss ein Liniengelenk angeordnet werden. Diese können unter anderem aus dem Dialogfenster "Fläche bearbeiten" im Register "Gelenke" erzeugt werden.
Die Dlubal-Programme verfügen über eine Materialbibliothek. Diese beinhaltet fast alle bauingenieurrelevanten Materialen mit den zugehörigen Kennwerten für die Berechnung und die Bemessung.
In RFEM und RSTAB gibt es die Möglichkeit, nichtlineare Auflager zu definieren. In RFEM sind dies Knotenlager, Linienlager und Flächenlager. Immer wieder erreichen uns Kundenanfragen, bei denen die Nichtlinearität scheinbar nicht wie gewünscht wirkt. Die Anwender definieren ausfallende Linienlager. Damit die Struktur statisch bestimmt gelagert ist, wird dann meist noch ein lineares Knotenlager eingefügt. Liegt dieses Knotenlager am Anfang oder Ende einer nichtlinear gelagerten Linie, so ist hier keine eindeutige Definition der Freiheitsgrade gegeben und die Nichtlinearität kann nicht richtig berücksichtigt werden. RFEM gibt in diesem Fall einen Warnhinweis aus.
Für wiederkehrende Bauelemente wie bestimmte Baugruppen oder Normteile bietet sich die Parametrisierung eines Grundmodells an. Da die Hauptelemente im Programm keine Bauteile, sondern die zugehörigen Knoten sind, müssen diese parametrisiert werden. Ein Stab ist beispielsweise nicht über seine Länge, sondern über seinen Anfangs- und Endknoten definiert. Durch diese Art der Modellierung können gerade bei dreidimensionalen Strukturen komplexe Formeln entstehen.
Verbandsdiagonalen erhalten in der Regel den Stabtyp "Zugstab". Hierbei sind ein paar Besonderheiten zu beachten, denn bei gleichmäßigen, symmetrischen Strukturen und ausschließlich vertikalen Lasten kommt es häufig zu Fehlermeldungen wie dieser: "Das Modell ist instabil im Knoten Nr. 20. Frei verschieblich in Y-Richtung."
Änderungen in der Planung, auch bei weit fortgeschrittenem Planungsstand, oder die Änderung von bestehenden Gebäuden sind der Alltag vieler Tragwerksplaner.
Im früheren Beitrag zu diesem Thema ging es um Instabilitäten, die beim Einsatz von Zugstäben auftreten können. Das gezeigte Beispiel bezog sich vorrangig auf Wandaussteifungen. Nun können sich Instabilitäts-Fehlermeldungen auch auf Knoten im Bereich von Trägern beziehen. Besonders empfindlich sind hierbei Fachwerkbinder oder unterspannte Träger. Was ist hier die Ursache der Instabilität?
In RFEM und RSTAB gibt es mehrere Möglichkeiten, um einen Teil der modellierten Struktur zur weiteren Bearbeitung zu selektieren. Die am Häufigsten genutzte Selektionsmöglichkeit ist sicherlich die "Selektion mit Fenster". In Abhängigkeit von der Strukturgröße kann das gleichzeitige Selektieren von mehreren Strukturbereichen über die "Selektion mit Fenster" aufwändig werden, da unter Umständen nicht gewünschte Teile des Modells mit ausgewählt werden.
Bei der Modellierung von statischen Systemen oder Lasten kann es ab und an vorkommen, dass Eingabefehler gemacht werden oder dass durch nachträgliche Änderungen, Verschiebungen und Ergänzungen im Modell fehlerhafte Objekte entstehen.
Soll die im Bild dargestellte Struktur um die globale Y-Achse gedreht werden, so ist dies zunächst nicht ohne Weiteres möglich. Um ein besseres Handling zu erzielen, ist immer die Achse gesperrt, in die man blickt. Bei sehr hohen Strukturen kann es jedoch hilfreich sein, die Ansicht um 90 Grad um die Blickrichtung zu drehen.
RFEM kann bei der Erstellung von Quadrangelflächen automatisch deren vier Eckpunkte ermitteln. Bei komplexeren Strukturen kann es vorkommen, dass nicht die optimalen Eckpunkte gefunden werden. Eine manuelle Angabe der vier Eckpunkte kann hier zu einem besseren Ergebnis führen.
Sollte ein Modell elastisch gebettete Stäbe enthalten, werden die Kontaktkräfte und -momente in den Ergebnistabellen numerisch ausgegeben. Die grafische Anzeige der Ergebnisse wird über den Eintrag "Stäbe" im Ergebnisse-Navigator gesteuert.
Ein Anwender hatte die spannende Aufgabe, eine Brettsperrholzplatte so zu überhöhen, dass ihre Verfomung bei einer Spannweite von mehr als zehn Metern unterhalb des Grenzwertes von l/300 = 3,3 cm lag. Die Idee dazu war, die Platte auf einen BSH-Träger aufzuschrauben und sie zusätzlich mit einem bauaufsichtlich zugelassenen Leim zu verkleben, um einen starren Verbund zwischen Platte und Stab herzustellen.
In diesem Teil geht es um die Ermittlung der Kräfte, die während des Aufschraubens der geraden Brettsperrholzplatte auf den gekrümmten BSH-Binder auftreten. Hierzu wurde ein BSH-Binder mit einem gekrümmten Stab in RFEM modelliert. Der Stab wurde 12 cm überhöht, da bereits eine Vorbemessung ergab, dass die angesetzten 6 cm Überhöhung niemals ausreichen, um l/300 einzuhalten. Die Dimensionen des Untergurts betragen 12/32 cm. Die Platte wurde als dreilagige Platte in RF-LAMINATE mit einer Dicke von 8 cm gewählt.
Im letzten Teil dieser kleinen Reihe wird die Berücksichtigung der infolge der Zwangsverfomung der Brettsperrholzplatte entstehenden Kräfte während der Berechnung der Strukur mit den aufgebrachten Nutzlasten behandelt.
Bei der Modellierung von bogenförmigen Stäben ist eventuell schon einmal die in der Grafik dargestellte Problematik aufgefallen. Es scheint, als ob sich der Querschnitt des Stabes verdrillt beziehungsweise eine aufgebrachte Last bezogen auf die lokale z-Achse die Richtung ändert. Doch wie kommt dies zu Stande?
In RFEM und RSTAB steht die Funktion "Info über Stab" zur Verfügung. Damit lassen sich die Stabeigenschaften und Stabergebnisse schnell grafisch ablesen. Wird der Mauszeiger über einen Stab bewegt, so werden in einem Fenster Informationen zu diesem Stab angezeigt.
Flächen können mittels der Funktion "Fläche mittels Linienextrusion" durch Extrusion von Linien senkrecht zur aktiven Arbeitsebene erstellt werden. Das Video (WMV) zeigt die Anwendung dieser Funktion.
RFEM und RSTAB haben eine umfangreiche Materialbibliothek, welche der Anwender noch durch eigene Materialien erweitern kann. Ab Version X.05 bietet die Materialdatenbank eine komfortable Volltextsuche an. Somit können Materialen in der Hektik des Ingenieuralltages noch schneller gefunden werden.