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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.
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.
Die Berechnung der Wölbkrafttorsion führen Sie am Gesamtsystem durch. Dabei berücksichtigen Sie den zusätzlichen 7. Freiheitsgrad für die Stabberechnung. Die Steifigkeiten der angeschlossenen Strukturelemente werden dadurch automatisch berücksichtigt. Dadurch müssen Sie keine Ersatzfedersteifigkeiten oder Lagerungsbedingungen für ein herausgelöstes System definieren.
Die Schnittgrößen aus der Berechnung mit Wölbkrafttorsion können Sie anschließend in den Add-Ons zur Bemessung nutzen. Berücksichtigen Sie das Wölbbimoment und sekundäre Torsionsmoment abhängig von Material sowie der gewählten Norm. Ein typischer Anwendungsfall ist hier der Stabilitätsnachweis nach Theorie II. Ordnung mit Imperfektionen im Stahlbau.
Wussten Sie schon? Die Anwendung ist nicht nur auf dünnwandige Stahlquerschnitte beschränkt. Dadurch ermöglicht sie beispielsweise auch eine Berechnung des ideellen Kippmomentes von Balken mit massiven Holzquerschnitten.
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.
Berücksichtigung von 7 lokalen Verformungsrichtungen (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) bzw. 8 Schnittgrößen (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) bei der Berechnung von Stabelementen
Nutzbar in Kombination mit einer statischen Berechnung nach Theorie I., II. und III. Ordnung (dabei können auch Imperfektionen berücksichtigt werden)
Ermöglicht in Kombination mit dem Add-on Stabilitätsanalyse die Ermittlung von kritischen Lastfaktoren und Eigenformen von Stabilitätsproblemen wie Drillknicken und Biegedrillknicken
Berücksichtigung von Stirnplatten und Quersteifen als Wölbfedern bei der Berechnung von I-Profilen mit automatischer Ermittlung und grafischer Anzeige der Wölbfedersteifigkeit
Grafische Darstellung der Querschnittsverwölbung von Stäben in der Verformungsfigur
Die Ergebnisse der Wölbkrafttorsions-Bemessung werden in RF-/STAHL EC3 und RF-/STAHL AISC auf die übliche Art und Weise ausgegeben. In den entsprechenden Ausgabetabellen werden u. a. Verzweigungswerte, Schnittgrößen und der Gesamtnachweis dargestellt.
Die grafische Darstellung der Eigenform (inkl. Verwölbung) erlaubt eine realitätsnahe Beurteilung des Knickverhaltens.
Nach der Berechnung werden die Eigenwerte, Eigenfrequenzen und -perioden aufgelistet. Diese Ergebnismasken sind im Hauptprogramm RFEM/RSTAB integriert. Die Eigenformen der Struktur sind tabellarisch geordnet und können grafisch dargestellt sowie animiert werden.
Alle Ergebnismasken und Grafiken sind Bestandteil des RFEM/RSTAB-Ausdrucksprotokolls. So kann eine klar strukturierte Dokumentation gewährleistet werden. Zudem ist ein Export der Tabellen in MS Excel möglich.
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.
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 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.
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).
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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
Da RF-/STAHL Wölbkrafttorsion voll in RF-/STAHL EC3 und RF-/STAHL AISC integriert ist, erfolgt die Eingabe gleichermaßen wie bei der üblichen Bemessung in diesen Modulen. In den Detaileinstellungen muss lediglich die Wölbkraftanalyse aktiviert werden (siehe Bild rechts). Die max. Anzahl der Iterationen kann hier ebenso definiert werden.
Die Torsions-Bemessung erfolgt in RF-/STAHL EC3 und RF-/STAHL AISC für Stabsätze. Für diese lassen sich Randbedingungen wie Knotenlager und Stabendgelenke definieren. Ebenso können die Imperfektionen für die nichtlineare Berechnung festgelegt werden.
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).
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.