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.
Zum ErklärvideoIm Add-On Stahlanschüsse 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.
Zum ErklärvideoIm 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.
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.
Die Anfangssteifigkeit Sj,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 Sj,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, My und/oder Mz.
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.
Erklärvideo: Berechnung der Anfangssteifigkeit Sj,iniIm 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.
Zum ErklärvideoIm 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)
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
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
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.
Es wird zunächst der Anschlusstyp, die Bemessungsnorm sowie die Blech- und Dübelgüte ausgewählt. Optional kann das Befestigungssystem WS-T von SFS kann ausgewählt werden (nur für EN 1995-1-1). Dann wird die entsprechende Güte gemäß der Zulassung des Herstellers voreingestellt.
Die anzuschließenden Stäbe werden aus dem RFEM/RSTAB-Modell übernommen. Dabei überprüft das Modul automatisch, ob alle Geometriebedingungen erfüllt sind. Alternativ kann der Anschluss auch manuell eingegeben werden.
- Auch die Belastung wird von RFEM/RSTAB übernommen, bzw. bei manueller Anschlussdefinition werden Lasten eingegeben. In der Maske Geometrie werden die Stahlblechabmessungen sowie die Verbindungsmittelanordnungen an den angeschlossenen Stäben definiert.
Nachdem die zur Bemessung benötigten Lasten ausgewählt und ggf. die gewünschte Norm zur Bemessung ausgewählt wurde, erfolgt die Definition der Grenzbeanspruchung in der Maske 1.2 Limit-Parameter. Neben den bereits in der Datenbank vorhandenen Herstellern können weitere hinzugefügt werden.
Nachdem alle Elemente für die Bemessung gewählt wurden, wird optional noch die Definition der Klasse der Lasteinwirkungsdauer (KLED) definiert. Diese Maske ist jedoch nur aufgeführt, wenn Holzverbindungsmittel nach EN 1995-1-1 oder nach DIN 1052 bemessen werden sollen.
Nach der Berechnung werden unter anderem die Anschlusssteifigkeiten für jeden einzelnen Stab aufgeführt. Folgende Nachweise werden ausgegeben:
- Überprüfung der Mindestabstände
- Tragfähigkeit jedes Verbindungsmittels
- Stahlblech (Lochleibung und Spannung gemäß EC 3 und AISC)
- Spannungsnachweise mit reduziertem Holzquerschnitt
- Blockscherversagen
- Gesamttragfähigkeit (inkl. Steifigkeitsermittlung, Querzugnachweis (nur für EN 1995-1-1) etc.)
- Brandschutznachweis nach EN 1995-1-2
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 - Stahl 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.
- Bemessung von gelenkigen, biegesteifen und nachgiebigen Anschlüssen
- Definition von bis zu 5 eingeschlitzten Stahlblechen
- Anschluss von bis zu 8 Stäben an einem Knoten
- Stahlblechdicke 5 mm - 40 mm
- Sämtliche Verbindungsmittelgrößen
- Automatische Überprüfung der Verbindungsmittelmindestabstände
- Optional freie Definition der Verbindungsmittelabstände
- Definition von unsymmetrischen Verbindungsmittelanordnungen (z. B. beliebige Polygonzüge)
- Grafische Visualisierung des Anschlusses im Modul sowie in RFEM/RSTAB
- Alle erforderlichen Stahl- und Holznachweise inkl. Reduzierung der Querschnittswerte
- Nachweis von Querzugverstärkungen (nur für EN 1995-1-1)
- Export der Stabexzentrizitäten nach RFEM/RSTAB und damit Berücksichtigung bei der Ermittlung der Schnittgrößen
- Dübellänge optional kürzer als die Querschnittsbreite (bei Verwendung von Holzstopfen)
- DXF-Export der Anschlussgeometrie
- Brandschutznachweis nach EN 1995-1-2
- Bemessung von Stabenden, Stäben, Knotenlagern, Knoten und Flächen
- Berücksichtigung von festgelegten Bemessungsbereichen
- Überprüfung der Querschnittsabmessungen
- Bemessung gemäß EN 1995-1-1 (Europäische Holzbaunorm) mit den jeweiligen Nationalen Anhängen + DIN 1052 + DSTV DIN EN 1993-1-8 + ANSI/AWC - NDS 2015 (US-Norm)
- Bemessung diverser Materialien wie Stahl, Beton usw. möglich
- Keine zwingende Bindung an spezifische Normen
- Erweiterbare Datenbank enthält Verbindungsmittel für Holz (SIHGA, Sherpa, WÜRTH, Simpson StrongTie, KNAPP, PITZL) und Stahl (Typisierte Anschlüsse im Stahlhochbau nach EC 3, M-connect, PFEIFER, TG-Technik)
- Grenztragfähigkeiten für Holzträger der Firmen STEICO und Metsä Wood in Datenbank
- Anbindung an MS Excel
- Optimierung der Verbindungsmittel (hierbei wird das am besten ausgelastete Verbindungsmittel berechnet)