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In RFEM und RSTAB haben Sie die Möglichkeit, sich für die Windsimulation die Strömungsfeldgrößen Druck, Geschwindigkeit, kinetische Turbulenzenergie und Turbulenzdissipationsrate visualisieren zu lassen.
Die Clippingebenen sind dabei zur jeweiligen Windrichtung ausgerichtet.
Wenn Ihnen experimentell ermittelte Flächendrücke für ein Modell zur Verfügung stehen, können diese in RFEM 6 auf ein Tragwerksmodell angesetzt, von RWIND 2 verarbeitet und als Windlasten für die statische Analyse in RFEM 6 verwendet werden.
Die RWIND-Ergebnisse können Sie sich direkt im Hauptprogramm anzeigen lassen. Wählen Sie im Navigator - Ergebnisse aus der oberen Liste den Ergebnistyp "Windsimulationsanalyse".
Derzeit sind folgende Ergebnisse verfügbar, die sich auf das RWIND-Berechnungsnetz beziehen:
Wussten Sie schon? In den Bemessungsauflagern können Sie für den Nachweis "Druck rechtwinklig zur Faser" Vollgewindeschrauben als Querdruck-Verstärkungselemente definieren. Dabei werden die Schrauben auf Hineindrücken und Knicken nachgewiesen.
Zusätzlich erfolgt der Nachweis der Querdrucktragfähigkeit in der Ebene der Schraubenspitze. Den Lastausbreitungswinkel können Sie linear unter 45° oder nichtlinear (nach Bejtka I., Verstärkung von Bauteilen aus Holz mit Vollgewindeschrauben, Universität Karlsruhe (TH), 2005) berücksichtigen.
Für die Ermittlung der Abschertragfähigkeit der Schrauben können Sie im Add-On Stahlanschlüsse festlegen, ob der Schaft oder das Gewinde in der Scherfuge liegt.
Mit RWIND 2 Pro gelingt es Ihnen völlig problemlos, eine Durchlässigkeit auf eine Fläche anzuwenden. Sie benötigen lediglich die Definition
des Darcy-Koeffizienten D,
des Trägheitskoeffizienten I und
der Länge des porösen Mediums in Strömungsrichtung L,
um Druckrandbedingungen zwischen der Vorder- und Rückseite einer porösen Zone zu definieren. Dank dieser Einstellung erhalten Sie eine Strömung durch diese Zone mit einer zweiteiligen Ergebnisausgabe auf beiden Seiten des Zonenbereichs.
Doch das ist noch nicht alles. Zusätzlich erkennt die Generierung des vereinfachten Modells durchlässige Zonen und berücksichtigt entsprechende Öffnungen in der Modellhaut. Sie können auf eine aufwendige geometrische Modellierung des porösen Elements gut verzichten? Verständlich – dann haben wir gute Nachrichten! Mit der reinen Definition der Durchlässigkeitsparameter können Sie genau diesen unliebsamen Prozess umgehen. Nutzen Sie dieses Feature zur Simulation von durchlässigen Gerüstplanen, Staubschutzvorhängen, Netzkonstruktionen usw. Sie werden begeistert sein!
Kennen Sie schon den Editor zur Steuerung von Netzverdichtungen? Er wird Ihnen bei Ihrer Arbeit eine große Hilfe sein! Wieso? Ganz einfach – Er stellt Ihnen folgende Optionen zur Verfügung:
Grafische Visualisierung von Bereichen mit Netzverdichtungen
Netzverdichtung von Zonen
Deaktivierung der standardmäßigen 3D-Volumennetzverdichtung mit Transversion in entsprechende manuelle 3D-Netzverdichtungen
Diese Optionen helfen Ihnen dabei, auch bei Modellen mit unüblichen Abmessungen eine passende Regel für die Vernetzung des Gesamtmodells zu formulieren. Nutzen Sie den Editor, um kleine Modelldetails an großen Gebäuden oder detaillierte Netzbereiche im Nachlaufbereich des Modells effizient zu definieren. Sie werden begeistert sein!
Haben Sie sich schon einmal gefragt, ob das Rendern auch ohne Grafikkarte möglich ist? Wir haben die Antwort! Ein Software-Rendering zur alternativen Bildsynthese ohne Unterstützung durch eine Grafikkarte ist möglich. Diese Lösung können Sie ganz einfach mit den Windows-Befehlsskripten
Enable Software Renderer.cmd (Einschalten)
Disable Software Renderer.cmd (Ausschalten)
im Programmordner C:\Program Files\Dlubal\RFEM 6.02\bin steuern.
Die zeitabhängigen Betoneigenschaften, wie Kriechen und Schwinden, sind sehr wichtig für Ihre Berechnungen. Im Statikprogramm können Sie diese direkt für das Material definieren. Im Eingabedialog stellt das Programm Ihnen den zeitlichen Verlauf der Kriech- bzw. Schwindfunktion grafisch dar. Dabei können Sie die gewünschte Modifikation das angesetzten Betonalters, z. B. aufgrund einer Temperaturbehandlung, einfach auswählen.
Eine Verbesserung, die Ihrem reibungslosen Arbeitsablauf zugute kommt: Es ist Ihnen nun möglich, RFEM- und RSTAB-Modelle in XML, SAF und VTK (Ergebnisse aus RWIND) zu exportieren.
Für frischen Wind sorgt das eigenständig lauffähige Programm RWIND 3. Es dient zur numerischen Simulation von Windströmungen und steht Ihnen sowohl als Basic- als auch als Pro-Version zur Verfügung. Was bietet RWIND Pro Ihnen an Zusatzfunktionen? Es erlaubt die Berechnung von transienten inkompressiblen turbulenten Windströmungen (zusätzlich zu den stationären in RWIND Basic). Aber das ist noch lange nicht alles. Sind Sie interessiert? Erfahren Sie hier:
Mit dem Add-On Zeitabhängige Analyse (TDA) können Sie in RFEM zeitabhängiges Materialverhalten für Stäbe und Flächen berücksichtigen. Langzeiteffekte, wie Kriechen, Schwinden und Alterung können, je nach Tragwerk, den Verlauf der Schnittgrößen beeinflussen. Darauf bereiten Sie sich mit diesem Add-On optimal vor.
Berechnung von stationären inkompressiblen turbulenten Windströmungen unter Verwendung des SimpleFOAM-Lösers aus dem OpenFOAM®-Softwarepaket
Numerisches Schema nach 1. und 2. Ordnung
Turbulenzmodelle RAS k-ω und RAS k-ε
Berücksichtigung von Oberflächen-Rauigkeiten abhängig von Modellzonen
Modellaufbau über VTP-, STL-, OBJ- und IFC-Dateien
Bedienung über bidirektionale Schnittstelle von RFEM bzw. RSTAB zum Import von Modellgeometrien mit normbasierten Windbelastungen und Export von Windbelastungslastfällen mit probenbasierten Ausdruckprotokolltabellen
Intuitive Modelländerung über Drag & Drop und grafische Anpassungshilfen
Generierung einer Shrink-Wrap-Netzhülle um die Modellgeometrie
Berücksichtigung von Umgebungsobjekten (Gebäude, Gelände, etc.)
Höhenabhängige Beschreibung der Windbelastung (Windgeschwindigkeit und Turbulenzintensität)
Automatische Vernetzung abhängig von einer gewählten Detailtiefe
Berücksichtigung von Schichtnetzen nahe der Modelloberflächen
Parallelisierte Berechnung mit optimaler Ausnutzung aller Prozessorkerne eines Computers
Grafische Ausgabe der Flächenergebnisse auf den Modelloberflächen (Flächendruck, Cp-Koeffizienten)
Grafische Ausgabe der Strömungsfeld- und Vektorergebnisse (Druckfeld, Geschwindigkeitsfeld, Turbulenz – k-ω-Feld, und Turbulenz – k-ε-Feld, Geschwindigkeitsvektoren) auf Clipper-/Slicer-Ebenen
Darstellung der 3D-Windströmung über animierbare Stromliniengrafiken
Berechnungen von mehreren Modellen in einem Stapelverarbeitungsprozess
Generator zur Erstellung von gedrehten Modellen für die Simulation von unterschiedlichen Windrichtungen
Optionale Unterbrechung und Fortsetzung der Berechnung
Individuelles Farbpanel je Ergebnisgrafik
Diagrammdarstellung mit separater Ausgabe der Ergebnisse auf beiden Seiten einer Fläche
Ausgabe des dimensionslosen Wandabstands y+ in den Netz-Inspektor-Details für das vereinfachte Modellnetz
Ermittlung der Schubspannung auf der Modelloberfläche aus der Strömung um das Modell
Berechnung mit einem alternativen Konvergenzkriterium (Sie können in den Simulationsparametern zwischen den Residual-Typen Druck oder Strömungswiderstand wählen)
Um die Körper in RWIND Basic zu modellieren, finden Sie in RFEM bzw. RSTAB eine spezielle Anwendung. Darin definieren Sie die zu analysierenden Windrichtungen über bezogene Winkelstellungen um die vertikale Modellachse. Gleichzeitig legen Sie das höhenabhängige Wind- und Turbulenzintensitätsprofil auf Basis einer Windnorm fest. Zusätzlich zu diesen Angaben ziehen Sie hinterlegte Berechnungsparameter hinzu, um für eine stationäre Berechnung je Winkelstellung eigene Lastfälle zu ermitteln.
Alternativ können Sie das Programm RWIND Basic auch manuell, ohne die Schnittstellenanwendung in RFEM bzw. RSTAB, verwenden. In diesem Fall modelliert RWIND Basic die Körper und die Geländeumgebung direkt aus importierten VTP-, STL-, OBJ- und IFC -Dateien. Die höhenabhängige Windbelastung und weitere strömungsmechanischen Daten können Sie in RWIND Basic direkt definieren.
Bei RWIND Basic kommt ein numerisches CFD-Modell (Computational Fluid Dynamics) zum Einsatz, um mithilfe eines digitalen Windkanals Windströme um Ihre Objekte zu simulieren. Der Simulationsprozess ermittelt aus dem Strömungsergebnis um das Modell die spezifischen Windlasten, welche auf Ihre modellierten Strukturoberflächen einwirken.
Für die Simulation selbst ist ein 3D-Volumennetz verantwortlich. RWIND Basic führt dafür eine automatische Vernetzung auf Basis von frei definierbaren Steuerparametern durch. Für die Berechnung der Windströme stehen Ihnen in RWIND Basic ein stationärer und in RWIND Pro ein transienter Löser für inkompressible turbulente Strömungen zur Verfügung. Aus den Strömungsergebnissen werden je Zeitschritt resultierende Oberflächendrücke auf das Modell extrapoliert.
Durch die Lösung des numerischen Strömungsproblems können Sie folgende Ergebnisse auf dem Modell und um das Modell herum erhalten:
Druck auf Körperoberfläche
Cp-Koeffizient-Verteilung auf der Körperoberflächen
Druckfeld um die Körpergeometrie
Geschwindigkeitsfeld um die Körpergeometrie
Turbulenz-k-ω-Feld um die Körpergeometrie
Turbulenz-k-ε-Feld um die Körpergeometrie
Geschwindigkeitsvektoren um die Körpergeometrie
Stromlinien um die Körpergeometrie
Kräfte auf stabförmige Körper, die ursprünglich aus Stabelementen generiert wurden
Konvergenzdiagramm
Richtung und Größe des Strömungswiderstands der definierten Körper
Trotz dieser vielen Informationen bleibt RWIND 3 Dlubal-typisch übersichtlich. Sie können sich für eine grafische Auswertung frei festlegbare Zonen definieren. Voluminös dargestellte Strömungsergebnisse um die Körpergeometrie fallen meistens unübersichtlich aus – Das Problem kennen Sie sicher bereits. Daher stellt Ihnen RWIND Basic zur Analyse frei verschiebbare Schnittebenen zur separaten Darstellung der „Volumenergebnisse“ in einer Ebene zur Verfügung. Für das 3D-verzweigte Stromlinienergebnis haben Sie die Wahl zwischen einer ruhenden und einer animierten Darstellung in Form von bewegten Linienstücken oder Partikeln. Diese Option hilft Ihnen dabei, die Windströmung als dynamische Wirkung darzustellen.
Sämtliche Ergebnisse können Sie als Bild oder speziell für die animierten Ergebnisse als Video exportieren.
Mit dem Start der Analyse in der Anwendung von RFEM bzw. RSTAB stoßen Sie einen Stapelverarbeitungsprozess an. Dieser stellt sämtliche Stab-, Flächen- und Volumendefinitionen des Modells jeweils gedreht mit allen relevanten Beiwerten in den numerischen Windkanal von RWIND Basic. Zudem startet er die CFD-Analyse und gibt die resultierenden Oberflächendrücke für einen ausgewählten Zeitschritt als FE-Netzknotenlasten bzw. Stablasten in die jeweiligen Lastfälle von RFEM bzw. RSTAB wieder zurück.
Diese mit RWIND-Basic-Lasten versehenen Lastfälle sind berechenbar. Sie können sie außerdem mit anderen Lasten in Lastkombinationen und Ergebniskombinationen kombinieren.
Wenn Sie Modelle zum Üben oder als Inspiration für Ihre Projekte suchen, sind Sie hier richtig. Wir bieten Ihnen eine Vielzahl an Statikmodellen zum Herunterladen, bspw. RFEM-, RSTAB- oder RWIND-Dateien.
Behalten Sie die natürlichen Bedingungen Ihres Bauortes immer im Auge, indem Sie ihn auf einer digitalen Landkarte festlegen. So werden sowohl die Adressdaten (inklusive Höhenlage) als auch die Schneelastzone, Windzone und die Erdbebenzone automatisch übernommen. Der Lastassistent nutzt diese Daten ebenfalls.
Die Landkarte mit Markierung Ihres Bauorts wird zudem im Basisangaben-Register “Modellparameter” dargestellt.
Werfen Sie einen Blick auf die Kategorie 'Mein Dlubal'. Hier werden Ihre Kundendaten wie die Adresse, lizenzierte Programme und Add-Ons verwaltet. Außerdem gelangen Sie direkt zur Dlubal-Website. Erfahren Sie dort Neuigkeiten, nutzen Sie Online-Dienste wie 'Schneelastzonen, Windzonen und Erdbebenzonen' oder erhalten Sie hilfreiche Informationen aus der FAQ-Datenbank.
Verformungsberechnungen von ungerissenen / gerissenen Stahlbetonflächen (Zustand II) unter Ansatz der Näherungsverfahren aus den Bemessungsnormen (z. B. Verformungsberechnung nach 7.4.3 EN 1992-1-1)
Ansatz der Zugversteifung des Betons zwischen den Rissen (Tension Stiffening)
Optionale Berücksichtigung des Kriechens und Schwindens
In RFEM integrierte grafische Ausgabe der Ergebnisse, z. B. Ausnutzung des Grenzwertes bzw. Verformung oder Durchhang
Übersichtliche numerische Ergebnisausgabe im Detaildialog
Vollständige Integration der Ausgabe in das RFEM-Ausdruckprotokoll
Suchen Sie nach der Verformungsberechnung? Sehen Sie in den Konfigurationen zum Gebrauchstauglichkeitsnachweis nach, dort ist sie aktivierbar. Die Berücksichtigung von Langzeiteinflüssen (Kriechen und Schwinden) und der Zugversteifung zwischen den Rissen können Sie ebenfalls im o. g. Dialog steuern. Dabei berechnen sich Kriechzahl und Schwinddehnung anhand der definierten Eingabeparameter oder Sie können sie individuell definieren.
Des Weiteren können Sie den einzuhaltenden Grenzwert für die Verformung für jedes Bauteil individuell einstellen. Als zulässiger Grenzwert wird dabei die max. Verformung definiert. Dabei ist zusätzlich vorzugeben, ob Sie für den Nachweis das unverformte oder das verformte System heranziehen wollen.
In den Normen sind bereits Näherungsverfahren (z. B. Verformungsberechnung nach 7.4.3, EN 1992-1-1 oder ACI 318-19) festgelegt, die Sie für Ihre Verformungsberechnung benötigen. Dabei werden sogenannte effektive Steifigkeiten in den Finiten Elementen entsprechend dem vorhandenen Grenzzustand gerissen / ungerissen berechnet. Mit diesen effektiven Steifigkeiten bestimmen Sie anschließend die Verformungen durch eine nochmalige FEM-Berechnung.
Betrachten Sie für die Berechnung der effektiven Steifigkeiten der finiten Elemente den bewehrten Betonquerschnitt. Anhand der ermittelten Schnittgrößen für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit aus RFEM stufen Sie den Stahlbetonquerschnitt in „gerissen“ oder „ungerissen“ ein. Sie berücksichtigen dabei die Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen? In diesem Fall erfolgt dies mittels eines Verteilungsbeiwertes (z. B. nach Gleichung 7.19, EN 1992-1-1 oder ACI 318-19). Das Materialverhalten für den Beton setzen Sie im Druck- und Zugbereich – bis zum Erreichen der Betonzugfestigkeit – als linear-elastisch an. Für den Zustand der Gebrauchstauglichkeit ist dieses Vorgehen ausreichend genau.
Sie berücksichtigen das Kriechen und Schwinden direkt bei der Ermittlung der effektiven Steifigkeiten auf „Querschnittsebene“. Den Einfluss von Schwinden und Kriechen bei statisch unbestimmten Systemen müssen Sie bei diesem Näherungsverfahren nicht berücksichtigen (z. B. Zugkräfte aus Schwinddehnung bei allseitig eingespannten Systemen werden nicht ermittelt und müssen gesondert berücksichtigt werden). Zusammenfassend erfolgt die Verformungsberechnung in zwei Schritten:
Berechnung der effektiven Steifigkeiten des Stahlbetonquerschnittes unter linear-elastischen Annahmen
Berechnung der Verformung unter Verwendung der effektiven Steifigkeiten mit FEM