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.
Auch kaltgeformte Stahlstäbe können nach AISI S100-16/CSA S136-16 in RFEM 6 bemessen werden. Die Bemessung erfolgt über die Auswahl von "AISC 360" oder "CSA S16" als Norm im Add-On Stahlbemessung. Anschließend wird für die Bemessung der kaltgeformten Profile automatisch "AISI S100" bzw. "CSA S136" ausgewählt.
RFEM verwendet die Direct Strength Method (DSM), um die elastische Knicklast des Stabes zu berechnen. Dieses Verfahren bietet zwei Arten von Lösungen, numerisch (Finite Strip Method) und analytisch (Spezifikation). Bei den Querschnitten können die FSM-Signaturkurve und die Knickfiguren eingesehen werden.
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.
Sie haben bereits erfahren, dass die Ergebnisse eines Modalanalyse-Lastfalls nach erfolgreicher Berechnung im Programm angezeigt werden. Die erste Eigenform ist für Sie also sofort grafisch oder animiert zu sehen. Dabei können Sie die Darstellung der Eigenformnormierung komfortabel anpassen. Erledigen Sie das am besten direkt im Ergebnisnavigator, wo Sie zur Visualisierung der Eigenformen eine von vier Optionen auswählen:
- Wert des Eigenformvektors uj auf 1 skalieren (berücksichtigt nur die Translationskomponenten)
- Auswahl der maximalen Translationskomponente des Eigenvektors und Einstellung auf 1
- Betrachtung der gesamten Eigenform (inklusive der Rotationskomponenten), Auswahl des Maximums und Einstellung auf 1
- Setzen der modalen Massen mi für jeden Eigenwert auf 1 kg
Ausführlichere Erläuterungen der Normierung der Eigenformen finden Sie hier im Online-Handbuch.
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.
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.
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.
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.
Ihr Ziel ist die Ermittlung der Anzahl der Eigenformen? Dafür stellt Ihnen das Programm gleich zwei Methoden zur Verfügung. Zum einen können Sie die Anzahl der kleinsten zu berechnenden Eigenformen manuell festlegen. In diesem Fall hängt die Anzahl der verfügbaren Eigenformen von den Freiheitsgraden ab (also Anzahl der freien Massepunkte mal Anzahl der Richtungen, in welche die Massen wirken). Diese ist allerdings auf 9999 beschränkt. Zum anderen können Sie die maximale Eigenfrequenz so einstellen, dass das Programm die Eigenformen bis zum Erreichen der eingestellten Eigenfrequenz automatisch ermittelt.
Die Berechnung ist abgeschlossen? Dann stehen Ihnen die Ergebnisse der Modalanalyse sowohl grafisch als auch tabellarisch zur Verfügung. Lassen Sie sich die Ergebnistabellen für den Lastfall bzw. die Lastfälle der Modalanalyse anzeigen. Dadurch können Sie auf einen Blick die Eigenwerte, Kreisfrequenzen, Eigenfrequenzen und Eigenperioden der Struktur einsehen. Auch die effektiven Modalmassen, modalen Massenfaktoren und Beteiligungsfaktoren werden Ihnen übersichtlich angezeigt.
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.
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.
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.
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).
- 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.
In RFEM stehen Ihnen diese drei leistungsfähigen Eigenwertlöser zur Verfügung:
- Wurzel des charakteristischen Polynoms
- Lanczos-Methode
- Unterraum-Iteration
RSTAB bietet Ihnen dagegen diese zwei Eigenwertlöser an:
- Unterraum-Iteration
- Inverse Iteration mit Shift
Die Wahl des Eigenwertlösers hängt in erster Linie von der Größe Ihres Modells ab.
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.
Zunächst werden die maßgebenden Nachweise zusammengestellt und mit der Geometrie der Verbindung tabellarisch ausgegeben. In weiteren Ausgabetabellen können alle wesentlichen Nachweisdetails eingesehen werden.
Für die Konstruktion der Verbindung wichtige Abmessungen und Materialangaben sind sofort ersichtlich und können im Ausdruck ausgeben werden. Ebenso ist ein DXF-Export möglich. Die Verbindungen lassen sich im Modul RF-/JOINTS Holz - Holz zu Holz sowie in RFEM/RSTAB visualisieren.
Alle Grafiken sind direkt ausdruckbar oder können in das RFEM-/RSTAB-Ausdruckprotokoll übernommen werden. Durch die maßstäbliche Ausgabe ist eine optimale visuelle Kontrolle schon in der Entwurfsphase möglich.
Folgende Nachweise werden ausgegeben:
- Überprüfung der Mindestabstände
- Tragfähigkeit jeder Schraube
Es wird zunächst der Anschlusstyp und die Bemessungsnorm ausgewählt.
Die anzuschließenden Stäbe werden aus dem RFEM-/RSTAB-Modell übernommen. Dabei überprüft das Modul automatisch, ob alle Geometriebedingungen erfüllt sind.
Auch die Belastung wird von RFEM/RSTAB übernommen. In der Maske Geometrie werden die Schraubenparameter (Durchmesser, Länge, Winkel usw.) definiert.
- Bemessung von gelenkigen Anschlüssen
- Zweiachsige Neigung des angeschlossenen Stabes (z. B. Schifteranschluss)
- Anschluss beliebig vieler Stäbe an einem Knoten beim Typ „Nur Hauptstab“
- Schraubendurchmesser 6 mm – 12 mm
- Automatische Überprüfung der Schraubenmindestabstände
- Optional freie Definition der Schraubenabstände
- Übernahme der Exzentrizität aus dem RFEM-/RSTAB-Modell
- Kreuzweise oder parallele Schraubenanordnung
- Definition von bis zu 16 Schrauben in einer Reihe
- Grafische Visualisierung des Anschlusses im Modul sowie in RFEM/RSTAB
- Durchführung aller erforderlichen Nachweise
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.
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.
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.
- Nichtlineare Stabtypen, wie Zug- und Druckstäbe sowie Seile
- Stabnichtlinearitäten wie Ausfall, Reißen und Fließen unter Zug bzw. Druck
- Auflagernichtlinearitäten wie Ausfall, Reibung, Diagramm und teilweise Wirkung
- Gelenknichtlinearitäten wie Reibung, teilweise Wirkung, Diagramm und Fest bei positiven bzw. negativen Schnittgrößen
- 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
- Antwortspektren in Übereinstimmung mit unterschiedlichen Normen
- Folgende Normen sind implementiert:
-
EN 1998-1:2010 + A1:2013 (Europäische Union)
-
DIN 4149:1981-04 (Deutschland)
-
DIN 4149:2005-04 (Deutschland)
-
IBC 2000 (USA)
-
IBC 2009-ASCE/SEI 7-05 (USA)
-
IBC 2012/15 - ASCE/SEI 7-10 (USA)
-
IBC 2018 - ASCE / SEI 7-16 (USA)
-
ÖNORM B 4015:2007-02 (Österreich)
-
NTC 2018 (Italien)
-
NCSE-02 (Spanien)
-
SIA 261/1:2003 (Schweiz)
-
SIA 261/1:2014 (Schweiz)
-
SIA 261/1:2020 (Schweiz)
-
O.G. 23089 + O.G. 23390 (Türkei)
-
SANS 10160‑4 2010 (Südafrika)
-
SBC 301:2007 (Saudi-Arabien)
-
GB 50011 - 2001 (China)
-
GB 50011 - 2010 (China)
-
NBC 2015 (Kanada)
-
DTR B C 2-48 (Algerien)
-
DTR RPA99 (Algerien)
-
CFE Sismo 08 (Mexiko)
-
CIRSOC 103 (Argentinien)
-
NSR - 10 (Kolumbien)
-
IS 1893:2002 (Indien)
-
AS1170.4 (Australien)
-
NCh 433 1996 (Chile)
-
- Es stehen folgende Nationale Anhänge nach EN 1998-1 zur Verfügung:
-
DIN EN 1998-1/NA:2011-01 (Deutschland)
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ÖNORM EN 1991-1-1:2011-09 (Österreich)
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NBN - ENV 1998-1-1: 2002 NAD-E/N/F (Belgien)
-
ČSN EN 1998-1/NA:2007 (Tschechien)
-
NF EN 1998-1-1/NA:2014-09 (Frankreich)
-
UNI-EN 1991-1-1/NA:2007 (Italien)
-
NP EN 1998-1/NA:2009 (Portugal)
-
SR EN 1998-1/NA:2004 (Rumänien)
-
STN EN 1998-1/NA:2008 (Slowakei)
-
SIST EN 1998-1:2005/A101:2006 (Slowenien)
-
CYS EN 1998-1/NA:2004 (Zypern)
-
NA to BS EN 1998-1:2004:2008 (Vereinigtes Königreich)
- NS-EN 1998-1:2004+A1:2013/NA:2014 (Norwegen)
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- Eingabe benutzerdefinierter Antwortspektren
- Ansatz von richtungsbezogenen Antwortspektren
- Relevante Eigenformen für das Antwortspektrum können manuell oder automatisch ausgewählt werden (5% - Regel aus dem EC 8 kann angewendet werden)
- Generierte äquivalente statische Lasten werden in Lastfälle exportiert, getrennt für jeden Modalbeitrag und getrennt für jede Richtung
- Ergebniskombinationen durch modale Überlagerung (SRSS- und CQC-Regel) und Richtungsüberlagerung (SRSS- oder 100% / 30% - Regel)
- Vorzeichenbehaftete Ergebnisse auf Basis der dominanten Eigenform können ausgegeben werden
Zunächst werden die maßgebenden Nachweise der Verbindung für den jeweiligen Lastfall, Last- oder Ergebniskombination dargestellt. Des Weiteren ist es auch möglich, die Ergebnisse separat für Stabsätze, Flächen, Querschnitte, Stäbe, Knoten sowie Knotenlager auszuweisen.
- Die angezeigten Ergebnisse können über einen Filter weiter reduziert und so übersichtlicher dargestellt werden.