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Automatische Generierung von FE-Analysemodellen: Das Add-on erstellt im Hintergrund automatisch Finite-Elemente-Modell (FE) der Stahlverbindung.
Berücksichtigung aller Schnittgrößen: Die Berechnung und Nachweise umfassen alle Schnittgrößen (N, Vy, Vz, My, Mz, MT) und sind nicht nur auf ebene Beanspruchungen beschränkt.
Automatische Lastübergabe: Alle Lastkombinationen werden automatisch in das FE-Analysemodell der Verbindung übernommen. Die Lasten werden direkt aus RFEM übertragen, wodurch eine manuelle Eingabe entfällt.
Effiziente Modellbildung: Das Add-on spart Zeit bei der Modellierung komplexer Anschlusssituationen. Das erstellte FE-Analysemodell kann auch für eigene Detailuntersuchungen gespeichert und weiterverwendet werden.
Erweiterbare Bibliothek: Eine umfangreiche und erweiterbare Bibliothek mit vordefinierten Stahlanschluss-Vorlagen steht zur Verfügung.
Breite Anwendbarkeit: Das Add-on eignet sich für Anschlüsse jeder Art und Form, kompatibel mit nahezu allen gewalzten, geschweißten, zusammengesetzten und dünnwandigen Querschnitten.
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.
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)
In den Ergebnismasken werden detailliert sämtliche Ergebnisse der Berechnung aufgelistet. Zudem wird eine dreidimensionale Grafik erstellt, in der einzelne Komponenten sowie Maßlinien und z. B. Schweißnahtangaben ein- und ausgeblendet werden können. In der Ergebniszusammenfassung ist sofort erkennbar, ob die einzelnen Nachweise erfüllt sind oder nicht. Die Höhe der Ausnutzung wird zusätzlich mit einem grünen Datenbalken visualisiert, der bei einem nicht erfüllten Nachweis rot wird. Weiterhin werden Knotennummer und maßgebende LF/LK/EK angegeben.
Bei Auswahl eines Nachweises werden detaillierte Zwischenergebnisse einschließlich der Einwirkungen und zusätzlichen Schnittgrößen aus der Anschlussgeometrie eingeblendet. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, sich die Ergebnisse lastfallweise und knotenweise anzeigen zu lassen. Das 3D-Rendering ist eine wirklichkeitsgetreue und maßstäbliche Darstellung der Verbindung. Neben den Hauptansichten kann die Grafik aus jeder beliebigen Perspektive betrachtet werden.
Die Grafiken können einschließlich der Bemaßungen und Beschriftungen in das RFEM/RSTAB-Ausdruckprotokoll eingebunden oder als DXF exportiert werden. In diesem werden alle Eingabedaten und Ergebnisse prüffähig ausgegeben. Sämtliche Modultabellen können problemlos nach MS-Excel oder in eine CSV-Datei exportiert werden. Ein Übergabemenü regelt hier alle notwendigen Exportangaben.
Nach dem Start des Moduls wählt man den Anschlusstyp (momententragfähiger oder gelenkiger I-Trägeranschluss) aus. Grafisch lassen sich nun die einzelnen Knoten aus dem RFEM/RSTAB-Modell wählen.
RF-/JOINTS Stahl - DSTV erkennt automatisch das Profil mit dem zugehörigen Material und prüft zunächst, ob nach dem DSTV-Ringbuch ein Anschluss möglich ist. Für mehrere Stellen im Tragwerk können konstruktiv gleichartige Anschlüsse ausgeführt werden.
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.
Auswahl der Knoten im RFEM-Modell, automatische Erkennung und Zuordnung der am Knoten anschließenden Stäbe
Viele vordefinierte Komponenten zur einfachen Eingabe typischer Anschlusssituationen verfügbar (z. B. Stirnplatten, Stegwinkel, Fahnenblech)
Universell einsetzbare Basiskomponenten (Bleche, Schweißnähte, Hilfsebenen) für die Eingabe komplexer Anschlusssituationen
Keine manuelle Bearbeitung des FE-Modells vom Nutzer notwendig, die wesentlichen Berechnungseinstellungen können über die Konfigurationseinstellungen beeinflusst werden
Automatische Anpassung der Anschlussgeometrie auch bei nachträglicher Bearbeitung der Stäbe durch relativen Bezug der Komponenten zueinander
Parallel zur Eingabe wird vom Programm eine Plausibilitätskontrolle durchgeführt, um z. B. fehlende Eingaben oder Kollisionen schnell zu erkennen
Grafische Darstellung der Verbindungsgeometrie, die parallel zur Eingabe aktualisiert wird
Nachdem in der ersten Eingabemaske der Anschlusstyp, die Verbindungskategorie sowie die Bemessungsnorm ausgewählt wurden, wird in Maske 1.2 der Knoten definiert, der aus RFEM/RSTAB importiert und an dem der Anschluss bemessen werden soll. Optional kann hier manuell eine Anschlussgeometrie definiert werden.
In den weiteren Eingabemasken werden dann die Parameter des Anschlusses festgelegt, wie z. B. Schraubendurchmesser, Schraubenanzahl, Schraubenabstände usw. Die Belastung wird von RFEM/RSTAB übernommen, bzw. bei manueller Anschlussdefinition werden Lasten eingegeben.
Der Nachweis beinhaltet detaillierte Angaben zu den Bemessungsschnittgrößen, Gültigkeitsgrenzen und Nachweisbedingungen. Fehlgeschlagene Nachweise werden ersichtlich gekennzeichnet.
Sämtliche Eingabe- und Ergebnisdaten werden auch im zentralen Ausdruckprotokoll von RFEM/RSTAB dokumentiert. Separate Bemessungsfälle ermöglichen die flexible Untersuchung einzelner Bauteile in großen Systemen.
Zunächst werden die maßgebenden Nachweise für Stütze und Riegel zusammengestellt und mit der Geometrie der Verbindung tabellarisch ausgegeben. In weiteren Ausgabetabellen können alle wesentlichen Nachweisdetails, wie Fließlinienlängen, Schraubentragfähigkeiten, Spannungen in den Schweißnähten oder Steifigkeiten der Anschlüsse eingesehen werden. Alle Verbindungen werden in einer 3D-Rendering-Grafik visualisiert.
Für die Konstruktion der Verbindung wichtige Abmessungen, Materialangaben und Schweißnähte sind sofort ersichtlich und können im Ausdruck ausgeben werden. Die Verbindungen lassen sich im Modul RF-/RAHMECK Pro oder auch direkt im RFEM/RSTAB-Modell 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 Knie-, T-, Kreuzstößen und Verbindungen mit durchlaufenden Stützen mit I-förmigen Profilen
Übernahme von Geometrie- und Belastungsangaben von RFEM/RSTAB oder manuelle Vorgabe der Verbindung (z.B. bei Nachrechnung ohne vorhandenes RFEM/RSTAB-Modell)
Oben bündige Verbindungen oder Verbindungen mit Schraubenreihe im Überstand
Bemessung für positive und negative Rahmeneckmomente
Unterschiedliche Neigungen für Riegel rechts und links sowie Anwendbarkeit für Satteldach- oder Pultdachrahmen
Berücksichtigung von zusätzlichen Flanschen im Riegel z.B. bei gevouteten Profilen
Symmetrische und unsymmetrische T- oder Kreuzstöße
Beidseitige Verbindung mit unterschiedlicher Profilhöhe rechts und links
Automatische Vorauslegung des Schraubenbildes und notwendiger Aussteifungen
Wahlweiser Nachweismodus mit Vorgabemöglichkeit sämtlicher Schraubenabstände, Schweißnähte und Blechdicken
Überprüfung der Schraubbarkeit mit anpassbaren Abmessungen der verwendeten Schraubenschlüssel
Klassifizierung der Verbindung nach der Steifigkeit mit Berechnung der Anschlussfedersteifigkeit für die Berücksichtigung bei der Berechnung der Schnittgrößen
Überprüfung von bis zu 45 Einzelnachweisen (Komponenten) der Verbindung
Automatische Ermittlung der maßgebenden Schnittgrößen für jeden Einzelnachweis
Steuerbare grafische Ausgabe der Verbindung im Rendering-Modus mit Angabe von Material, Blechdicken, Schweißnähten, Schraubenabständen und sämtlichen Abmessungen für die Konstruktion
Integrierte und flexibel erweiterbare Einstellungen für Nationale Anhänge nach EN 1993-1-8
Automatische Umrechnung der Schnittgrößen aus der Stabwerksberechnung in die jeweiligen Anschnitte auch bei exzentrischen Stabanschlüssen
Automatische Ermittlung der Anfangssteifigkeit Sj,ini der Verbindung
Detaillierte Kontrolle sämtlicher Abmessungen hinsichtlich Plausibilität mit Angabe von Eingabegrenzen (z.B. bei Rand- und Lochabständen)
Wahlweise Einleitung von Druckkräften in die Stütze über Kontakt
Möglichkeit der Aktualisierung der Riegelprofilhöhe bei Voutenanschlüssen nach erfolgter Optimierung der Anschlussgeometrie in RF-/RAHMECK Pro
Nach der Bemessung werden die Ergebnisse in übersichtlichen Tabellen ausgegeben, z. B. lastfall- oder knotenweise. Dabei werden die maßgebenden Schnittgrößen den Grenzwerten des DSTV-Ringbuchs gegenübergestellt.
Die Verbindungen lassen sich im Modul sowie in RFEM/RSTAB anschaulich visualisieren. Neben den tabellarischen Ein- und Ausgabedaten einschließlich Bemessungsdetails können sämtliche Grafiken in das Ausdruckprotokoll eingebunden werden. Damit ist die nachvollziehbare und anschauliche Dokumentation gewährleistet.
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.
Mit RF-/RAHMECK Pro können Verbindungen für Strukturen, die in RFEM/RSTAB berechnet wurden, ausgelegt und bemessen werden. Liegt keine RFEM/RSTAB-Struktur vor, so können die Geometrie und die Belastung auch durch manuelle Definition eingegeben werden, z. B. bei Überprüfung von externen Berechnungen.
Im Regelfall pickt der Anwender einfach den zu bemessenden Knoten in RFEM/RSTAB aus. Die anschließenden Stäbe werden automatisch erkannt und der Verbindungstyp wird zugeordnet. In weiteren vom Verbindungstyp abhängigen Eingabeseiten, definiert man dann die weiteren Details zu Rippen, Unterlegblechen, Stegblechen, Schrauben, Schweißnähten und Lochabständen. Als Belastung sind lediglich die gewünschten Lastfälle, Last- oder Ergebniskombinationen von RFEM/RSTAB zu selektieren.
Wird im Modus „Vorauslegung“ gearbeitet, so schlägt RF-/RAHMECK Pro nach dem ersten Berechnungslauf passende Varianten vor. Nach Wahl der gewünschten Variante werden sämtliche Nachweise in detaillierter tabellarischer Form sowie in verschiedenen Grafiken ausgegeben.
Die Anschlussknoten können grafisch im RFEM/RSTAB-Modell ausgewählt werden. Dabei werden die relevanten Querschnitts- und Geometriedaten übernommen. Alternativ lassen sich die Parameter der Hohlprofilverbindung manuell definieren. Falls erforderlich, können die Profile im Modul angepasst werden.
Ebenso lassen sich die voreingestellten Winkel zwischen Streben und Gurtstab modifizieren. Für die richtige Wahl des Nachweises ist die geometrische Beziehung der Streben zueinander von Bedeutung. Diese wird durch die Angabe eines Spaltes zwischen den Streben oder einer Überlappung der Streben definiert.
Das umfangreiche DSTV-Ringbuch ist im Modul RF-/JOINTS Stahl - DSTV als Datenbank hinterlegt. Jeder Anschluss ist durch einen eindeutigen alphanumerischen Code charakterisiert.
Durch die entsprechenden Festlegungen zum DSTV-Anschlusstyp (IH, IW, IS, IG und IK) und dem verwendeten Querschnitt lassen sich die möglichen DSTV-Anschlüsse herausfiltern. Dies ermöglicht Aussagen über die Tragfähigkeit des gewählten Anschlusses.
Nach dem Start des Moduls wählt man zunächst die Anschlussgruppe (Gelenkige Anschlüsse) und danach die Anschlusskategorie und den Anschlusstyp (Stegwinkel, Fahnenblech, Stirnplatte, Knagge und Stirnplatte) aus. Nun werden die nachzuweisenden Knoten aus dem RFEM/RSTAB-Modell gewählt. RF-/JOINTS Stahl - Gelenkig erkennt automatisch die anschließenden Stäbe und stellt anhand ihrer Lage fest, ob es sich um Stützen oder Träger handelt.
Sollen bestimmte Stäbe von der Berechnung ausgeschlossen werden, können diese deaktiviert werden. Konstruktiv gleichartige Anschlüsse können gleichzeitig für mehrere Knoten nachgewiesen werden. Für die Belastung sind die maßgebenden Lastfälle, Lastkombinationen oder Ergebniskombinationen auszuwählen. Alternativ ist eine manuelle Profil- und Lasteingabe möglich. In der letzten Eingabemaske wird die Verbindung Schritt für Schritt konfiguriert.
Der Querschnitt lässt sich frei über polygonal begrenzte Flächen mit Aussparungen und Punktflächen (Bewehrungen) modellieren. Alternativ wird die DXF-Schnittstelle zum Import der Geometrie genutzt. Eine umfangreiche Materialbibliothek erleichtert die Modellierung von Verbundquerschnitten.
Durch die Vorgabe von Grenzdurchmessern und Prioritäten wird eine Staffelung der Bewehrung ermöglicht. Dabei kann neben den jeweiligen Betondeckungen eine Vorspannung berücksichtigt werden.
Iterative nichtlineare Verformungsberechnung von Stahlbetonstab- und -flächentragwerken mittels Bestimmung der jeweiligen Elementsteifigkeit unter der definierten Belastung.
Verformungsberechnungen von gerissenen Stahlbetonflächen (Zustand II)
Allgemeiner nichtlinearer Stabilitätsnachweis von Druckstäben aus Stahlbeton, z. B. nach 5.8.6 EN 1992-1-1
Ansatz der Zugversteifung des Betons zwischen den Rissen (Tension Stiffening)
Bei der Berechnung nach EN 1992-1-1:2004 + AC:2010 (EC 2) stehen eine Vielzahl Nationaler Anhänge (NA) zur Verfügung (siehe hierzu EC2 für RFEM).
Optionale Berücksichtigung von Langzeiteinflüssen wie Kriechen und Schwinden
Nichtlineare Berechnung der Spannungen im Betonstahl und Beton
Nichtlineare Berechnung der Rissbreiten
Flexibilität durch detaillierte Einstellmöglichkeiten für Berechnungsgrundlagen und Berechnungsumfang
In RFEM integrierte grafische Ausgabe der Ergebnisse, z.B. Verformung oder Durchhang einer Stahlbetonflachdecke
Übersichtliche numerische Ergebnisausgabe in Masken und die Möglichkeit diese grafisch in der Struktur darzustellen
Vollständige Integration der Ausgabe in das RFEM-Ausdruckprotokoll
Nach der Bemessung werden die Ergebnisse der nichtlinearen Berechnung in übersichtlichen Ausgabetabellen aufgelistet. Sämtliche Zwischenwerte sind nachvollziehbar mit angegeben. Die grafische Darstellung der Ausnutzung, Verformung, Beton- und Betonstahlspannungen, Rissbreiten, Risstiefen und Rissabstände in RFEM gestattet einen schnellen Überblick über gefährdete oder gerissene Bereiche.
Fehlermeldungen bzw. Hinweise zur Berechnung erleichtern das Auffinden von Bemessungsproblemen. Mit der flächen- oder punktweisen Ausgabe der Nachweise mit allen Zwischenergebnissen ist die Berechnung bis ins kleinste Detail nachvollziehbar.
Durch den optionalen Export der Eingabe- und Ergebnistabellen nach MS Excel stehen die Daten zur Weiterbearbeitung programmübergreifend zur Verfügung. Über die vollständige Integration der Ausgabe in das RFEM-Ausdruckprotokoll ist eine prüffähige statische Bemessung sichergestellt.
Die nichtlineare Berechnung ist durch die Wahl der Nachweismethode für die Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit aktivierbar. Die einzelnen zu führenden Nachweise, sowie die anzusetzenden Spannungs-Dehnungslinien von Beton und Betonstahl können individuell ausgewählt werden. Der Ablauf des Iterationsprozesses kann durch die Steuerparameter der Konvergenzgenauigkeit, max Anzahl der Iteration, Schichtenaufteilung über die Querschnittshöhe oder des Dämpfungsfaktors beeinflusst werden.
Die einzuhaltenden Grenzwerte im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit können für jede Fläche individuell oder für eine Flächengruppierung eingestellt werden. Als zulässige Grenzwerte werden die max. Verformung, max. Spannungen bzw. die max. Rissbreiten definiert. Bei der Definition der max. Verformung ist zusätzlich vorzugeben, ob für den Nachweis das unverformte oder das verformte System herangezogen werden soll.
RF-BETON Stäbe
Die nichtlineare Berechnung ist für den Nachweis der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit aktivierbar. Für die Berechnung kann der Ansatz der Betonzugfestigkeit bzw. der Zugversteifung zwischen den Rissen individuell gesteuert werden. Der Ablauf der Iteration ist durch Steuerparameter für die Konvergenzgenauigkeit, max. Iterationen und des Dämpfungsfaktors beeinflussbar.
Das Modell des Stahlanschlusses und die Ergebnisse kann als gesonderte Modelldatei abgespeichert werden
Die resultierenden Spannungen und die Ergebnisse des Stabilitätsnachweises (Anschlussbeulen) können in einer gesonderten Modelldatei dargestellt werden
Bei dem gespeicherten Modell kann an der Verbindung eine Verformungsanimation durchgeführt werden
Die Anschlussbauteile werden beim Speichern in Flächen und Stäbe umgewandelt
Die nichtlineare Verformungsberechnung erfolgt durch einen iterativen Prozess, bei dem die Steifigkeiten im ungerissen und gerissenen Zustand berücksichtigt werden. Für die nichtlineare Stahlbetonmodellierung müssen Materialeigenschaften erfasst werden, die über die Flächenhöhe variieren. Aus diesem Grund wird zur Erfassung der Querschnittshöhe das finite Element in eine gewisse Anzahl von Stahl- und Betonschichten unterteilt.
Die in der Berechnung verwendeten mittleren Betonstahlfestigkeiten basieren auf dem vom Ausschuss JCSS veröffentlichten 'Probabilistic Model Code'. Dabei bleibt dem Anwender überlassen, ob die Stahlfestigkeit bis zur Bruchzugfestigkeit (ansteigender Ast im plastischen Bereich) angesetzt wird. Bei den Materialeigenschaften des Betons lassen sich die Arbeitslinien für Druck- und Zugfestigkeit steuern. Für den Ansatz der Betondruckfestigkeit kann zwischen parabel- und parabel-rechteckförmigem Spannungs-Dehnungs-Verlauf gewählt werden. Auf der Zugseite des Betons kann die Zugfestigkeit deaktiviert, ein linear elastischer Verlauf, ein Verlauf nach CEB-FIB Model Code 90:1993 und eine Betonrestzugfestigkeit für die Berücksichtigung der Zugversteifung zwischen den Rissen angesetzt werden.
Der Anwender kann wählen, welche Ergebniswerte er nach der nichtlinearen Berechnung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit erhalten möchte:
Verformungen (global, lokal bezogen auf das unverformte / verformte System)
Rissbreiten, Risstiefen, Rissabstand für die obere und untere Seite jeweils in Hauptrichtung I und II
Spannungen des Betons (Spannung und Dehnung in Hauptrichtung I und II) und der Bewehrung (Dehnung, Fläche, Profil, Deckung und Richtung in jede Bewehrungsrichtung)
RF-BETON Stäbe:
Die nichtlineare Berechnung von Stabwerken erfolgt durch einen iterativen Prozess, bei dem die Steifigkeiten im ungerissenen bzw. gerissenen Zustand ermittelt werden. Die in der nichtlinearen Berechnung verwendeten Materialkennwerte für Beton und Betonstahl sind je nach Grenzzustand wählbar. Die Mitwirkung der Betonzugfestigkeit zwischen den Rissen (Tension Stiffening) kann entweder mittels einer modifizierten Betonstahlarbeitslinie oder dem Ansatz einer Betonrestzugfestigkeit angesetzt werden.