Produkt-Features - Anwendungsbereich: Stahlverbindungen

Im Add-On Stahlanschlüsse können Sie nicht nur die üblichen Stabtypen 'Balkenstab', 'Fachwerkstab' usw. verwenden, sondern auch den Stabtyp 'Ergebnisstab' sowie Querschnitte aus Flächenelementen. Dabei sollte für den Ergebnisstab ein passender Querschnitt gewählt werden und etwaige Staböffnungen im Flächenmodell mittels Stabeditor sollten im Anschluss definiert werden.

Die Komponente 'Flächenkontakt' ermöglicht Ihnen im Add-On Stahlanschlüsse, einen Druckkontakt zwischen zwei parallelen Blechen/Stabblechen zu berücksichtigen. Dabei können Sie optional die Reibung zwischen den Flächen berücksichtigen

Im Dlubal Center steht Ihnen für das Add-On Stahlanschlüsse eine umfangreiche Bibliothek mit Verbindungen zur Verfügung.

Diese Bibliothek können Sie direkt aus dem Add-On erreichen und vordefinierte Anschlüsse den entsprechenden Knoten zuweisen. Zudem haben Sie die Möglichkeit, eigens definierte Anschlüsse in der Bibliothek im Dlubal Center abzulegen.

Im Add-On Stahlanschlüsse können Sie Bleche in verschiedenen Geometrieformen anordnen. Dabei steht Ihnen neben den Formen "Rechteck" und "Kreis" auch die Form "Polygon" zur Verfügung. Die polygonale Form wird dabei über die Eingabe von Punktkoordinaten definiert.

Im Add-On Stahlanschlüsse haben Sie die Möglichkeit, Objekte mit einer relativen Referenz zu anderen Objekten anzuordnen.

Im Add-On Stahlanschlüsse steht Ihnen die Komponente „Stummel“ zur Verfügung. Diese ermöglicht es Ihnen, einen Stab über einen Plattenstoß mit einem anderen Stab (Stummel) zu verlängern und mit einem Referenzbauteil zu verbinden.

Im Add-On Stahlanschlüsse haben Sie die Möglichkeit, mehrere Rippen gleichzeitig an einem Stab oder Blech zu definieren. Die Verteilung kann dabei nach einem orthogonalen und polaren Muster erfolgen.

In der Tragfähigkeitskonfiguration für die Stahlanschlussbemessung haben Sie die Möglichkeit, die plastische Grenzdehnung für Schweißnähte zu modifizieren.

Mit der Komponente "Fußplatte" bemessen Sie Fußplattenanschlüsse mit einbetonierten Ankern. Dabei werden Platten, Schweißnähte, Verankerung und Stahl-Beton-Interaktion analysiert.

Mit der Komponente "Rippe" können Sie sehr schnell eine beliebige Anzahl an Längsrippen an einem Stabblech definieren. Durch die Vorgabe eines Referenzobjektes lassen sich daran automatisch Schweißnähte vorgeben.

Die Komponente "Rippe" lässt sich auch an kreisförmigen Hohlprofilen anordnen. Dafür wird zusätzlich die Vorgabe der Winkel zwischen den Rippen benötigt.

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Mit nur wenigen Mausklicks lassen sich Kopfplatten in Stahlanschlüssen einfügen. Für die Eingabe stehen Ihnen dazu die bekannten Definitionstypen 'Versätze' oder 'Abmessungen und Lage' zur Verfügung. Durch die Vorgabe eines Referenzstabes und der Schnittebene kann damit auch auf die Komponente Stabschnitt verzichtet werden.

Mit dieser Komponente können Sie zum Beispiel ganz einfach Kopfplatten an Stützenenden modellieren.

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Mit der Komponente "Blechschnitt" können Sie Bleche (z. B. Knotenbleche, Fahnenbleche usw.) schneiden. Dafür stehen verschiedene Schnittmethoden zur Verfügung:

• Ebene: Der Schnitt wird an der nächstgelegenen Fläche der Referenzplatte geführt.
• Fläche: Es werden nur die sich überschneidenden Teile von Platten abgeschnitten.
• Begrenzungsrahmen: Die äußerste Dimension aus Breite und Höhe wird als Rechteck aus dem Blech herausgeschnitten.
• Konvexe Hülle: Die äußere Hülle des Querschnittes wird für das Schneiden des Bleches verwendet. Befinden sich dabei Ausrundungen an den Eckknoten des Profils, passt sich der Schnitt daran an.

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Im Add-On Stahlanschlüsse können Sie mit Hilfe der Komponente "Hilfsvolumen" präzise Schnitte an Platten und Bauteilen ausführen. Innerhalb dieser Komponente lassen sich die Formen Kasten, Zylinder oder ein beliebiger Querschnitt als Hilfsobjekt verwenden.

Im Add-On Stahlanschlüsse haben Sie die Möglichkeit, kreisförmige Hohlprofile mittels Schweißnähten anzuschließen.

Die runden Profile lassen sich untereinander verbinden oder an ebene Bauteile anschließen. Auch die Ausrundungen von genormten und dünnwandigen Profilen können mit einer Schweißnaht angeschlossen werden.

Im Add-On Stahlanschlüsse können Sie die Steifigkeiten der Anschlüsse klassifizieren.

Für die gewählten Schnittgrößen N, My und/oder Mz werden neben der Anfangssteifigkeit auch die Grenzwerte für gelenkige und starre Anschlüsse ausgegeben. Die sich daraus ergebene Klassifizierung wird anschließend mit "gelenkig", "nachgiebig" oder "starr" tabellarisch dargestellt.

Im Add-On "Stahlanschlüsse" haben Sie die Möglichkeit, in sämtlichen Komponenten die Vorspannung von Schrauben bei der Berechnung zu berücksichtigen. Die Vorspannung lässt sich einfach bei den Schraubenparametern mittels einer Checkbox aktivieren und hat Auswirkungen sowohl auf die Spannungs-Dehnungsberechnung als auch auf die Steifigkeitsanalyse.

• Add-on "Stahlanschlüsse"
• Erklärvideo: Vorgespannte Schrauben für Stahlanschlüsse

Vorgespannte Schrauben sind spezielle Schrauben, die im Stahlbau verwendet werden, um eine hohe Klemmkraft zwischen den verbundenen Bauteilen zu erzeugen. Diese Klemmkraft bewirkt eine Reibung zwischen den Bauteilen, die die Übertragung von Kräften ermöglicht.

Funktionsweise
Vorgespannte Schrauben werden mit einem bestimmten Drehmoment angezogen, wodurch sie sich dehnen und eine Zugkraft erzeugen. Diese Zugkraft wird auf die verbundenen Bauteile übertragen und führt zu einer hohen Klemmkraft. Die Klemmkraft verhindert ein Lösen der Verbindung und sorgt für eine sichere Kraftübertragung.

Vorteile

• Hohe Tragfähigkeit: Vorgespannte Schrauben können hohe Kräfte übertragen.
• Geringe Verformung: Sie minimieren die Verformung der Verbindung.
• Ermüdungsfestigkeit: Sie sind widerstandsfähig gegen Ermüdung.
• Einfache Montage: Sie sind relativ einfach zu montieren und demontieren.

Berechnung und Bemessung
Die Berechnung von vorgespannten Schrauben erfolgt in RFEM mittels des durch das Add-On "Stahlanschlüsse" generierten Analyse-FE-Modells. Dabei werden Klemmkraft, Reibung zwischen den Bauteilen, Scherfestigkeit der Schrauben und Tragfähigkeit der Bauteile berücksichtigt. Die Bemessung erfolgt nach DIN EN 1993-1-8 (Eurocode 3) oder der US-Norm ANSI/AISC 360-16. Das erstellte Analysemodell inklusive Ergebnisse kann als eigenständiges RFEM-Modell gespeichert und verwendet werden.

Bei der Komponente Stabeditor können Sie auch, anstelle einzelner Stabplatten, den gesamten Stab als modifizierendes Objekt wählen. Somit lassen sich die beiden Operationen 'Ausklinkung' und 'Abschrägung' über mehrere Stabplatten anwenden.

Für die Anschlussbemessung können Sie direkt im Add-On Stahlanschlüsse einen neuen Stab als Komponente einfügen. Dieser wird dann nur bei der Anschlussbemessung berücksichtigt. Als Verbindung zu den anderen Stäben können Sie die Komponenten Schweißnaht und Verbindungsmittel verwenden.

Des Weiteren lassen sich die Komponenten Stabschnitt und Stabeditor verwenden und es können Verstärkungselemente wie Steifen und Vouten an dem eingefügten Stab angeordnet werden.

Die Anfangssteifigkeit S_j,ini ist ein entscheidender Parameter zur Beurteilung, ob eine Verbindung als starr, verformbar oder gelenkig charakterisiert werden kann.

Im Add-On "Stahlanschlüsse" können Sie die Anfangssteifigkeiten S_j,ini nach Eurocode (EN 1993-1-8 Abschnitt 5.2.2) und AISC (AISC 360-16 Cl. B3.4) ermitteln, bezogen auf die Schnittgrößen N, M_y und/oder M_z.

Die optionale automatische Übertragung der Anfangssteifigkeiten ermöglicht deren direkte Übermittlung als Stabend-Gelenksteifigkeiten in RFEM. Danach wird die Gesamtstruktur neu berechnet und die resultierenden Schnittgrößen werden automatisch als Lasten in die Berechnung und Bemessung der Verbindungsmodelle übernommen.

Dieser automatisierte Iterationsprozess eliminiert die Notwendigkeit eines manuellen Exports und Imports von Daten, was den Arbeitsaufwand reduziert und potenzielle Fehlerquellen minimiert.

Mit der Komponente "Stabeditor" haben Sie im Add-On Stahlanschlüsse die Möglichkeit, einzelne oder mehrere Stabplatten zu modifizieren.

Dabei stehen Ihnen die Operationen Abschrägung, Ausklinkung, Rundung und Loch mit mehreren Formen zur Verfügung. Die beiden Operationen "Ausklinkung" und "Abschrägung" lassen sich für mehrere Stabplatten anwenden.

Somit können Sie bspw. Flansche von I-Profilen ausklinken (siehe Bild).

Im Add-On Stahlanschlüsse haben Sie die Möglichkeit, Verbindungen von Stäben mit zusammengesetzten Querschnitten zu bemessen. Zudem können Sie Anschlussbemessungen für nahezu alle dünnwandigen Querschnitte der RFEM-Bibliothek durchführen.

Im Add-On Stahlanschlüsse können Sie Verbindungen nach der amerikanischen Norm ANSI/AISC 360-16 bemessen. Folgende Nachweisverfahren sind für Sie integriert:

• Load and Resistance Factor Design (LRFD)
• Allowable Stress Design (ASD)

Hier wird die Schweißnahtbemessung zum Kinderspiel. Mit dem eigens dafür entwickelten Materialmodell "Orthotrop | Plastisch | Schweißnaht (Flächen)" können Sie sämtliche Spannungskomponenten plastisch berechnen. Auch die Spannung τ_senkrecht wird dabei plastisch berücksichtigt.

Die Verwendung dieses Materialmodells ermöglicht Ihnen eine realistische und wirtschaftliche Bemessung von Schweißnähten.

Komplexen Anschluss horizontaler Träger an eine Stütze und der Verbindung von Aussteifungsdiagonalen.

Das Anschlussmodell wurde mit ungefähr 50 Komponenten modelliert. Das Modell wurde nach dem Anwendungsbeispiel eines tatsächlichen Tragwerks erstellt.

Schraubenverbindungen aus Stahl mit Knotenblechen an der Dachkonstruktion.

Laden Sie das Statikmodell herunter und öffnen Sie es mit dem Finite-Elemente-Programm RFEM 6 und dem Add-On Stahlanschlüsse.

Eine direkte Verbindung erreichen Sie bei Rechteckquerschnitten klassischerweise durch Schweißnähte. Auf die gleiche Weise können Sie diese aber auch mit anderen Querschnitten verbinden. Des Weiteren helfen Ihnen weitere Komponenten wie Stirnplatten dabei, Rechteckquerschnitte an andere Bauteile anzuschließen.

Neben weiteren vordefinierten Komponenten im Bemessungs-Add-On Stahlanschlüsse kann die universell einsetzbare Basiskomponente 'Allgemeine Schweißnaht' zur Eingabe komplexer Anschlusssituationen verwendet werden.

Nachweis einer Rahmenverbindung mit Vouten und ausgesteiften Stäben. Für die Verbindung wurde eine Spannungs- und eine Beulstabilitätsanalyse durchgeführt. Zur Darstellung der Knickergebnisse wurde der Anschluss in ein separates Modell konvertiert.

• Die vorgeschlagene Verbindung kann auf alle ausgewählten Knoten im Tragwerk angewendet werden
• Die Lage der Verbindung kann über das Register 'Basis' im Add-On-Dialog festgelegt werden
• Die Bemessung wird für alle Verbindungen im Tragwerk durchgeführt und die Ergebnisse können nach der Berechnung an allen Anschlüssen angezeigt werden.
• In der Tabelle werden die Ergebnisse für die einzelnen Verbindungen ausgewiesen, wobei jede Verbindung wird bemessen und kann separat gespeichert werden

• Die Bemessung der Anschlussbauteile erfolgt gemäß AISC 360-16 und Eurocode EN 1993-1-8.
• Nach Aktivierung des Add-Ons müssen die Bemessungssituationen für Stahlanschlüsse im Dialog "Lastfälle und Kombinationen" aktiviert werden.
• Zur Nachweisführung der Anschlussstabilität (Beulen) ist das Add-On "Strukturstabilität" erforderlich.
• Die Berechnung kann über die Tabelle oder die Ikone in der oberen Leiste gestartet werden.