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Die Pushover-Analyse wird durch einen neu eingeführten Analysetyp in den Lastkombinationen verwaltet. Hier haben Sie Zugriff auf die Auswahl der horizontalen Lastverteilung und -richtung, die Auswahl einer konstanten Belastung, die Auswahl des gewünschten Antwortspektrums für die Ermittlung der Zielverschiebung und die auf die Pushover-Analyse zugeschnittenen Pushover-Analyse-Einstellungen.
In den Pushover-Analyse-Einstellungen können Sie die Schrittweite der ansteigenden horizontalen Belastung modifizieren und die Abbruchbedingung für die Analyse angeben. Zudem lässt sich die Genauigkeit für die iterative Bestimmung der Zielverschiebung mühelos von Ihnen anpassen.
Um Massen für die Modalanalyse zu definieren, stehen Ihnen mehrere Möglichkeiten offen. Während Massen aus Eigengewicht automatisch berücksichtigt werden, können Lasten und Massen direkt im Lastfall mit der Modalanalyse berücksichtigt werden. Sie benötigen mehr Möglichkeiten? Wählen Sie aus, ob Gesamtlasten als Massen und Lastanteile in die globale Z-Richtung oder nur die Lastanteile in Richtung der Schwerkraft berücksichtigt werden sollen.
Das Programm bietet Ihnen eine zusätzliche oder alternative Möglichkeit der Massenübernahme: Die manuelle Definition von Lastkombinationen, ab denen Massen in der Modalanalyse berücksichtigt werden. Sie haben eine Bemessungsnorm ausgewählt? Anschließend können Sie eine Bemessungssituation mit dem Kombinationstyp Erdbeben Masse anlegen. Dadurch berechnet das Programm automatisch eine Massensituation für die Modalanalyse nach der gewünschten Bemessungsnorm. Mit anderen Worten: Das Programm erzeugt auf Grundlage der voreingestellten Kombinationsbeiwerte für die gewählte Norm eine Lastkombination. Diese enthält die Massen, welche letztendlich für die Modalanalyse verwendet werden.
Automatische Berücksichtigung von Massen aus Eigengewicht
Direkter Import von Massen aus Lastfällen oder -kombinationen möglich
Optionale Definition von Zusatzmassen (Knoten-, Linien-, Flächenmassen sowie Trägheitsmassen) direkt in den Lastfällen
Optionales Vernachlässigen von Massen (z. B. Masse von Fundamenten)
Kombination von Massen in verschiedenen Lastfällen und Lastkombinationen
Voreingestellte Kombinationsbeiwerte für diverse Normen (EC 8, SIA 261, ASCE 7,…)
Optionaler Import von Anfangszuständen (z. B. zur Berücksichtigung von Vorspannung und Imperfektion)
Strukturmodifikation
Berücksichtigung von ausfallenden Lagern oder Stäben/ Flächen/ Volumenkörpern möglich
Mehrere Modalanalysen definierbar (z. B., um unterschiedliche Massen oder Steifigkeitsänderungen zu untersuchen)
Wahl des Massenmatrix Typs (Diagonalmatrix, Konsistente Matrix, Einheitsmatrix) inklusive benutzerdefinierter Festlegung der translatorischen und rotatorischen Freiheitsgrade
Methoden zur Ermittlung der Anzahl an Eigenformen (benutzerdefiniert, automatisch – um effektive Modalmassenfaktoren zu erreichen, automatisch – um die maximale Eigenfrequenz zu erreichen - nur in RSTAB verfügbar)
Ermittlung von Eigenformen und Massen in Knoten bzw. FE-Netz-Punkten
Ausgabe von Eigenwert, Kreisfrequenz, Eigenfrequenz und -periode
Ausgabe von modalen Massen, effektiven modalen Massen, modalen Massenfaktoren und Beteiligungsfaktoren
Tabellarische und grafische Ausgabe von Massen in Netzpunkten
Darstellung und Animation von Eigenformen
Verschiedene Skalierungsoptionen für Eigenformen
Dokumentation von numerischen und grafischen Ergebnissen im Ausdruckprotokoll
In den Modalanalyse-Einstellungen müssen Sie alle Angaben treffen, welche für die Ermittlung der Eigenfrequenzen notwendig sind. Dazu gehören beispielsweise Massenansätze und Eigenwertlöser.
Das Add-On Modalanalyse bestimmt die niedrigsten Eigenwerte der Struktur. Entweder Sie passen die Anzahl der Eigenwerte selbst an, oder sie wird automatisch ermittelt. Damit sollen Sie entweder effektive Modalmassenfaktoren oder maximale Eigenfrequenzen erreichen. Massen werden direkt aus Lastfällen oder Lastkombinationen importiert. Dabei haben Sie die Option, die Gesamtmasse, Lastanteile in globale Z-Richtung oder nur den Lastanteil in Richtung der Schwerkraft zu berücksichtigen.
Zusätzliche Massen können Sie manuell an Knoten, Linien, Stäben oder Flächen definieren. Darüber hinaus können Sie die Steifigkeitsmatrix beeinflussen, indem Sie Normalkräfte oder Steifigkeitsänderungen eines Lastfalls oder einer Lastkombination importieren.
Neben den statischen Lasten sollen auch andere Lasten als Massen berücksichtigt werden? Das Programm ermöglicht es Ihnen für Knoten-, Stab-, Linien- und Flächenlasten. Zunächst müssen Sie dafür bei der Definition der betreffenden Last die Lastart Masse auswählen. Definieren Sie für solche Lasten eine Masse oder Massenanteile in X-, Y- und Z-Richtung. Bei Knotenmassen haben Sie außerdem die Möglichkeit, auch Trägheitsmomente X, Y und Z anzugeben, um komplexere Massenpunkte zu modellieren.
Dlubal-Statiksoftware nimmt Ihnen viel Arbeit ab. Eingabekennwerte, die für die gewählten Normen relevant sind, werden vom Programm regelkonform vorgeschlagen. Zudem haben Sie die Möglichkeit, Antwortspektren auch manuell einzugeben.
Lastfälle vom Typ Antwortspektrenverfahren definieren, in welche Richtung Antwortspektren wirken und welche Eigenwerte der Struktur relevant für die Analyse sind. In den Spektralanalyse-Einstellungen legen Sie Details für die Kombinationsregeln, ggf. Dämpfung sowie Zero-Period-Acceleration (ZPA) fest.
Sobald das Programm die Berechnung abgeschlossen hat, werden Ihnen die Eigenwerte, Eigenfrequenzen und -perioden aufgelistet. Diese Ergebnismasken sind im Hauptprogramm RFEM/RSTAB integriert. Sie finden alle Eigenformen der Struktur tabellarisch geordnet und haben zudem die Möglichkeit, diese grafisch darzustellen sowie zu animieren.
Alle Ergebnismasken und Grafiken sind Bestandteil des RFEM-/RSTAB-Ausdrucksprotokolls. So können Sie eine klar strukturierte Dokumentation gewährleisten. Zudem ist Ihnen auch ein Export der Tabellen in MS Excel möglich.
RF-/DYNAM Pro - Nichtlinearer Zeitverlauf ist in die Struktur von RF-/DYNAM Pro - Erzwungene Schwingungen integriert und durch die zwei nichtlinearen Solver (in RSTAB ein nichtlinearer Solver) erweitert.
Kraft-Zeit-Diagramme werden vom Benutzer als transient, periodisch oder als Funktion der Zeit eingegeben. Dynamische Lastfälle kombinieren die Zeitdiagramme mit statischen Lastfällen, was eine große Flexibilität mit sich bringt. Des Weiteren werden die Zeitschritte für die Berechnung, die Strukturdämpfung und die Exportoptionen in den dynamischen Lastfällen definiert.
Sie sehen es bereits im Bild: Auch Imperfektionen können Sie bei der Definition eines Modalanalyse-Lastfalls berücksichtigen. Die Imperfektionstypen, welche Sie in der Modalanalyse anwenden können, sind fiktive Lasten aus Lastfall, Anfangsschwingung mittels Tabelle, statische Verformung, Knicklängenbeiwert, dynamische Eigenform und Gruppe der Imperfektionsfälle.
Häufig müssen Massen vernachlässigt werden. Dies gilt insbesondere, wenn Sie die Ausgabe der Modalanalyse für die Erdbebenanalyse verwenden wollen. Hierfür werden schließlich 90 % der effektiven Modalmasse in jede Richtung zur Berechnung benötigt. Sie können also Massen in allen festen Knoten- und Linienlagern vernachlässigen. Die damit verbundenen Massen deaktiviert das Programm für Sie automatisch.
Des Weiteren können Sie auch Objekte, deren Massen vernachlässigt werden sollen, für die Modalanalyse manuell auswählen. Letzteres haben wir Ihnen für eine bessere Ansicht im Bild dargestellt. Dort wird eine benutzerdefinierte Selektion vorgenommen und Objekte sowie die zugehörigen Massenkomponenten werden für die Vernachlässigung von Massen ausgewählt.
Während Sie die Eingabedaten für den Lastfall Modalanalyse definieren, können Sie einen Lastfall berücksichtigen, dessen Steifigkeiten die Ausgangslage für die Modalanalyse sind. Wie Sie das erreichen? Wählen Sie, wie im Bild, die dort gezeigte Option 'Anfangszustand berücksichtigen aus'. Öffnen Sie nun den Dialog 'Anfangszustands-Einstellungen' und definieren als Anfangszustand den Typ Steifigkeit. In diesem Lastfall, ab dem der Anfangszustand betrachtet wird, können Sie die Steifigkeit des Systems nun beim Ausfall von Zugstäben berücksichtigen. Das Ziel des Ganzen: Die Steifigkeit aus diesem Lastfall wird in der Modalanalyse berücksichtigt. So erhalten Sie ein eindeutig flexibleres System.
Wussten Sie schon? Sie können Strukturmodifikationen komfortabel in Lastfällen des Typs Modalanalyse definieren. Dadurch wird es Ihnen möglich, beispielsweise die Steifigkeiten von Materialien, Querschnitten, Stäben, Flächen, Gelenken und Lagern individuell anzupassen. Für einige Bemessungs-Add-Ons können Sie außerdem Steifigkeiten modifizieren. Sobald Sie mit Ihrer Auswahl fertig sind, werden die Steifigkeitseigenschaften der Objekte an den Objekttyp angepasst. So können diese in separaten Registern definiert werden.
Sie wollen das Versagen eines Objekts (zum Beispiel einer Stütze) in der Modalanalyse untersuchen? Auch das ist problemlos möglich. Wechseln Sie ganz einfach zum Fenster Strukturmodifikation, in dem Sie die betreffenden Objekte deaktivieren.
Die Lastfälle vom Typ Antwortspektrenverfahren enthalten die generierten Ersatzlasten. Dabei muss zuerst eine Überlagerung der Modalbeiträge (SRSS- oder CQC-Regel) erfolgen. Vorzeichenbehaftete Ergebnisse auf Basis der dominanten Eigenform werden Ihnen dabei ermöglicht.
Anschließend werden die Beanspruchungsgrößen infolge der Komponenten der Erdbebeneinwirkung superpositioniert (SRSS- oder 100% / 30% - Regel).
Äquivalente statische Lasten werden getrennt für jeden relevanten Eigenwert und getrennt für jede Anregungsrichtung generiert. Diese werden in statische Lastfälle exportiert und es wird eine lineare statische Analyse in RFEM/RSTAB durchgeführt.
Das Zeitverlaufsverfahren wird über die Modalanalyse oder den linearen impliziten Newmark-Löser gelöst. Die Zeitverlaufsanalyse in diesem Zusatzmodul beschränkt sich auf lineare Systeme. Obwohl die Modalanalyse ein schneller Algorithmus ist, muss eine gewisse Anzahl von Eigenwerten verwendet werden, um die erforderliche Genauigkeit der Ergebnisse sicherzustellen.
Der implizite Solver ist ein sehr genaues Verfahren, unabhängig von der Anzahl der verwendeten Eigenwerte, bedarf aber einem hinreichend kleinen Zeitschritt für die Berechnung. Beim Antwortspektren-Verfahren werden äquivalente statische Lasten intern berechnet. Damit wird im Anschluss eine lineare statische Analyse durchgeführt.
Durch die Integration von RF-/DYNAM Pro in die Hauptprogramme RFEM bzw. RSTAB lassen sich numerische und grafische Ergebnisse von RF-/DYNAM Pro - Nichtlinearer Zeitverlauf im Ausdruckprotokoll dokumentieren. Weiterhin sind alle RFEM-/RSTAB-Optionen der grafischen Darstellung verfügbar.Die Ergebnisse aus dem Zeitverlaufsverfahren werden in einem Zeitverlaufsdiagramm angezeigt.
Ergebnisse werden in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt und die numerischen Werte lassen sich in MS Excel exportieren.Ergebniskombinationen können exportiert werden, entweder resultierend aus einem einzelnen Zeitschritt oder die ungünstigsten Ergebnisse von allen Zeitschritten werden herausgefiltert.
Definition benutzerdefinierter Zeitdiagramme als Funktion der Zeit, tabellarisch oder harmonisch
Zeitdiagramme werden mit RFEM-/RSTAB-Lastfällen oder Lastkombinationen kombiniert (dies ermöglicht die Definition von zeitlich veränderlichen Knoten-, Stab- und Flächenlasten sowie freien und generierten Lasten)
Kombination von mehreren unabhängigen Erregerfunktionen möglich
Nichtlineare Zeitverlaufsanalyse mit implizitem Newmark-Solver (nur RFEM) oder explizitem Solver
Strukturdämpfung wird über die Rayleigh-Dämpfungskoeffizienten definiert.
Anfangsverformungen können aus einem Lastfall importiert werden (nur RSTAB)
Steifigkeitsmodifikationen als Anfangsbedingungen möglich, z. B. Normalkrafteinfluss, deaktivierte Stäbe (nur RSTAB)
Grafische Ergebnisdarstellung in einem Zeitverlaufsdiagramm
Export von Ergebnissen in benutzerdefinierten Zeitschritten oder als Umhüllende
Die für die gewählten Normen relevanten Eingabekennwerte werden vom Programm regelkonform vorgeschlagen. Zudem besteht die Möglichkeit, Antwortspektren manuell einzugeben. Dynamische Lastfälle definieren, in welche Richtung Antwortspektren wirken und welche Eigenwerte der Struktur relevant für die Analyse sind.
Es werden die erforderlichen Antwortspektren, Beschleunigungs-Zeit- oder Kraft-Zeit-Diagramme eingegeben. Dynamische Lastfälle definieren, wo und in welche Richtung Antwortspektren und Beschleunigungs- oder Kraft-Zeit-Diagramme wirken.
Zeitdiagramme werden mit statischen Lastfällen kombiniert, was eine große Flexibilität mit sich bringt. Für das Zeitverlaufsverfahren kann eine Anfangsverformung aus einem Lastfall oder einer Lastfallkombination importiert werden.
Durch die Integration von RF‑/DYNAM Pro in das Hauptprogramm RFEM / RSTAB, sind numerische und grafische Ergebnisse von RF‑/DYNAM Pro – Erzwungene Schwingungen im Ausdruckprotokoll verfügbar. Weiterhin sind alle RFEM Optionen der grafischen Darstellung verfügbar.
Die Ergebnisse aus dem Zeitverlaufsverfahren werden in einem Zeitverlaufsdiagramm angezeigt. Alle Ergebnisse werden in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Die numerischen Werte lassen sich in MS Excel exportieren.
Beim Zeitverlaufsverfahren ist es möglich, die Ergebnisse eines einzelnen Zeitschritts zu exportieren oder die ungünstigsten Ergebnisse von allen Zeitschritten herauszufiltern.
Beim Antwortspektren-Verfahren werden Ergebniskombinationen generiert. Intern erfolgen dabei die Kombination der Modalbeiträge und die Kombination der Beanspruchungsgrößen infolge der Komponenten der Erdbebeneinwirkung.
Wussten Sie schon? Äquivalente statische Lasten werden getrennt für jeden relevanten Eigenwert und getrennt für jede Anregungsrichtung generiert. Diese Lasten werden im Lastfall vom Typ Antwortspektrenverfahren gespeichert und RFEM/RSTAB führt eine lineare statische Analyse durch.
Haben Sie bereits die tabellarische und grafische Ausgabe der Massen in Netzpunkten entdeckt? Richtig, auch diese gehört zu den Ergebnissen der Modalanalyse in RFEM 6. Überprüfen Sie auf diese Weise die importierten Massen, welche von verschiedenen Einstellungen der Modalanalyse abhängig sind. Diese können in den Ergebnissen im Register Massen in Netzpunkten angezeigt werden. Die Tabelle bietet Ihnen eine Übersicht über folgende Ergebnisse: Masse - Translatorische Richtung (mX, mY, mZ), Masse - Rotatorische Richtung (mφX, mφY, mφZ) und Summe der Massen. Am besten wäre für Sie eine möglichst schnelle grafische Auswertung? Dann können Sie sich auch die Massen in den Netzpunkten grafisch anzeigen lassen.
Beim Ersatzlastverfahren werden Lastfälle und Ergebniskombinationen generiert. Die Lastfälle enthalten die generierten Ersatzlasten, welche anschließend in Ergebniskombinationen überlagert werden. Dabei erfolgt zuerst eine Überlagerung der Modalbeiträge (SRSS- oder CQC-Regel). Vorzeichenbehaftete Ergebnisse auf Basis der dominanten Eigenform sind möglich.
Anschließend werden die Beanspruchungsgrößen infolge der Komponenten der Erdbebeneinwirkung superpositioniert (SRSS- oder 100% / 30% - Regel).
In RFEM: Das nichtlineare Zeitverlaufsverfahren wird mit dem impliziten Newmark-Solver oder einem expliziten Solver gelöst. Beides sind direkte Zeitintegrationsverfahren. Der implizite Solver benötigt hinreichend kleine Zeitschritte, um genaue Ergebnisse zu erzielen. Der explizite Solver bestimmt den benötigten Zeitschritt automatisch, um die Stabilität der Lösung zu gewährleisten. Der explizite Solver ist geeignet, um kurze Anregungen wie zum Beispiel eine Impulsanregung oder eine Explosion zu analysieren.
In RSTAB: Das nichtlineare Zeitverlaufsverfahren wird mit dem expliziten Solver gelöst. Dieser ist ein direktes Zeitintegrationsverfahren und bestimmt den benötigten Zeitschritt automatisch, um die Stabilität der Lösung zu gewährleisten.
Kombination von benutzerdefinierten Zeitdiagrammen mit Lastfällen oder Lastkombinationen (Knoten-, Stab- und Flächenlasten sowie freie und generierte Lasten sind mit zeitlich veränderbaren Funktionen kombinierbar)
Kombination von mehreren unabhängigen Erregerfunktionen möglich
Umfangreiche Bibliothek von Erdbebenaufzeichnungen (Akzelerogramme)
Linearer impliziter Newmark-Löser oder Modalanalyse im Zeitverlaufsverfahren verfügbar
Strukturdämpfung über die Rayleigh-Dämpfungskoeffizienten oder den Lehr'schen Dämpfungswerten
Direkter Import von Anfangsverformungen aus einem Lastfall oder -kombination
Grafische Ergebnisdarstellung in einem Zeitverlaufsdiagramm
Export von Ergebnissen in benutzerdefinierten Zeitschritten oder als Umhüllende
In den Eingabemasken sind alle für die Ermittlung der Eigenfrequenzen notwendigen Angaben zu treffen, wie beispielsweise Massenansätze und Eigenwertlöser.
RF-/DYNAM Pro - Eigenschwingungen bestimmt die niedrigsten Eigenwerte der Struktur. Die Anzahl der Eigenwerte kann angepasst werden. Massen werden direkt aus Lastfällen oder Lastkombinationen importiert (mit der Option, die Gesamtmasse oder nur den Lastanteil in Richtung der Schwerkraft zu berücksichtigen).
Zusätzliche Massen können manuell an Knoten, Linien, Stäben oder Flächen definiert werden. Darüber hinaus kann die Steifigkeitsmatrix beeinflusst werden, indem Normalkräfte oder Steifigkeitsänderungen eines Lastfalls oder einer Lastkombination importiert werden.