Wenn ein vorverformtes FE-Netz erzeugt wurde, kann dies in Lastkombinationen verwendet werden. Bei den Berechnungsparametern der Lastkombination wird einfach der entsprechende RF-IMP-Fall ausgewählt. Die Berechnung der Schnittgrößen erfolgt dann am imperfekten System.
RF-IMP/RSIMP | Benutzung eines vorverformten FE-Netzes in RFEM
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Alternativ zum Ersatzstabverfahren wird in diesem Beitrag die Möglichkeit erläutert, die Schnittgrößen der knickgefährdeten Wand nach Theorie II. Ordnung unter Berücksichtigung von Imperfektionen zu ermitteln und anschließend eine Bemessung des Querschnitts für Biegung und Druck durchzuführen.
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Die Norm ASCE 7-22 [1], Abschn. 12.9.1.6 legt fest, wann P-Delta-Effekte berücksichtigt werden sollten, wenn ein multimodales Antwortspektrenverfahren für die Erdbebenbemessung durchgeführt wird. Im NBC 2020 [2], Sent. 4.1.8.3.8.c stellt nur eine kurze Anforderung dar, dass Schwingungseffekte aufgrund der Wechselwirkung von Gewichtskräften mit der verformten Struktur berücksichtigt werden sollten. Daher kann es Situationen geben, in denen Auswirkungen nach Theorie II. Ordnung, auch P-Delta genannt, bei der Erdbebenanalyse berücksichtigt werden müssen.
Das Modul wertet die Vorformung eines Lastfalls, die Eigenformen einer Stabilitätsberechnung oder einer dynamischen Berechnung aus. Aufgrund dieser Ausgangsverformung kann entweder das Modell vorverformt werden oder es kann ein Lastfall mit Ersatzimperfektionen für Stäbe erzeugt werden.
Für Tragwerke mit Flächen- und Volumenelementen (nur RFEM) sowie mit Stäben eignet sich besonders das vorverformte Ersatzmodell. Der Anwender braucht nur noch den Maximalwert vorgeben, auf den die Verformung skaliert werden soll. Alle FE-Knoten bzw. Modellknoten werden dann affin zur Ausgangsverformung skaliert.
Ersatzimperfektionen eignen sich für Stabwerke. In einer zusätzlichen Maske sind die Schiefstellungen und Vorkrümmungen von Stäben und Stabsätzen zu definieren. Sie können entweder automatisch nach Normen erzeugt oder manuell definiert werden. Folgende Normen stehen zur Auswahl:
-
EN 1992:2004 -
EN 1993:2005
-
DIN 18800:1990-11 -
DIN 1045-1:2001-07
-
DIN 1052:2004-08
Es wird immer nur die Imperfektion angesetzt, die sich entsprechend der Ausgangsverformung am jeweiligen Stab ergibt. Außerdem können die Abminderungsfaktoren berücksichtigt werden. Somit ist ein wirtschaftlicher Ansatz der Imperfektion möglich.
- Erzeugung eines vorverformtes FE-Netzes in RFEM
- Generierung von Ersatzimperfektionen für Stäbe als Ersatzbelastungen unter
- Berücksichtigung der Reduktionsfaktoren αu und αm (Eurocode)
- Berücksichtigung der Stichmaße der Vorkrümmungen nach Knickspannungslinien
- Verformen des Modells durch Verschieben der Knoten
- Generierung der Imperfektionen affin zu den
- Verformungen eines Lastfalls
- Knickfiguren aus RF-STABIL/RSKNICK
- Ersatzimperfektionen auf Stäbe und Stabsätze (z. B. Stützen, die aus mehreren Stäben bestehen)
- Visualisierung der generierten Imperfektionsformen
Bei dieser Art der Generierung wird ein ganz normaler Lastfall angelegt, der die Ersatzimperfektionen enthält. Dieser Lastfall kann noch manuell verändert werden.
In den Lastkombinationen lässt sich dieser Lastfall dann mit den 'normalen' Lastfällen kombinieren.
Bei der Generierung eines vorverformten FE-Netzes in RFEM werden die Daten für die Verschiebung jedes einzelnen Knotens intern abgespeichert. Sie können in RFEM für die Berechnung von Lastkombinationen genutzt werden. Zur Kontrolle wird die Vorverformung in Tabellenform und grafisch ausgegeben.
Sollen die Knoten des Modells verschoben werden, dann werden die Knotenkoordinaten direkt nach dem Generieren verändert. Bei der Generierung von Ersatzimperfektionen erzeugt das Modul einen normalen Lastfall, der die Stab-Imperfektionen enthält. Die generierten Imperfektionen werden zur Kontrolle sowohl tabellarisch als auch grafisch dargestellt.
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