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Die Berechnung des Gebäudemodells läuft in zwei Berechnungsphasen ab:
Globale 3D-Berechnung des Gesamtmodells, in welchem die Decken als starre Ebene (Diaphragma) oder als Biegeplatte modelliert werden
Lokale 2D-Berechnung der einzelnen Geschossdecken
Die Ergebnisse der Stützen und Wände aus der 3D-Berechnung und die Ergebnisse der Decken aus der 2D-Berechnung werden nach der Berechnung in einem einzigen Modell zusammengefasst. Dadurch muss zwischen dem 3D-Modell und der einzelnen 2D-Modellen der Decken nicht gewechselt werden. Der Anwender arbeitet nur mit einem Model, spart wertvolle Zeit und vermeidet eventuelle Fehler beim händischen Datenaustausch zwischen dem 3D-Modell und der einzelnen 2D-Decken-Modelle.
Die vertikalen Flächen im Modell können vom Nutzer in Schubwände (Shear Walls) und Öffnungsstürze (Sprandels) geteilt werden. Aus diesen Wandobjekten erzeugt das Programm automatisch interne Ergebnisstäbe, so dass diese dann nach der gewünschten Norm im Add-On Betonbemessung als Stäbe bemessen werden können.
Mit Dlubal Software behalten Sie immer den Überblick, egal ob sich Ihre Projekte in der Branche Stahlbeton, Stahl, Holz, Aluminium usw. bewegen. Bei Ihrer Bemessung verwendete Nachweisformeln (inklusive Hinweis auf verwendete Gleichung aus der Norm) gibt das Programm detailliert und übersichtlich aus. Auch im Ausdrucksprotokoll können Sie sich diese Nachweisformeln ausgeben lassen.
Bei der Bemessung nach EN 1993-1-1 kann in RFEM 6 und RSTAB 9 die Eigenform für die Forminstabilität des Querschnitts grafisch ausgegeben werden, auch für RSECTION-Querschnitte.
Die Eigenform lässt sich auch in RSECTION 1 für Bibliotheks-Querschnitte ausgeben.
Haben Sie das Add-On Gebäudemodell aktiviert? Sehr gut! Dann können Sie sich den Steifigkeitsmittelpunkt tabellarisch und grafisch ausgeben lassen. Verwenden Sie ihn beispielsweise für Ihre dynamische Analysen.
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.
In RFEM 6 ist es möglich, zwischen Flächen Linienschweißnähte zu definieren und mit Hilfe des Add-Ons Spannungs-Dehnungs-Berechnung die Schweißnahtspannungen zu berechnen.
Es stehen folgende Anschlusstypen zur Verfügung:
Stumpfstoß
Eckstoß
Überlappungsstoß
T-Stoß
Abhängig vom gewählten Anschlusstyps können folgende Ausführungen der Schweißnaht gewählt werden:
Dank RFEM können Sie die speziellen Eigenschaften der Verbindung zwischen Stahlbetondecke und Mauerwerkswand über ein spezielles Liniengelenk abbilden. Dieses begrenzt die übertragbaren Kräfte der Verbindung in Abhängigkeit der vorgegebenen Geometrie. Sie ahnen es vermutlich schon: Dadurch kann keine Überlastung des Materials erfolgen.
Das Programm entwickelt für Sie Interaktionsdiagramme, die automatisch angewendet werden. Diese bilden die verschiedenen geometrischen Situationen ab und Sie können daraus korrekte Steifigkeit ermitteln.
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.
Im Vergleich zum Zusatzmodul RF-/STAHL (RFEM 5 / RSTAB 8) sind im Add-On Spannungs-Dehnungs-Berechnung für RFEM 6 / RSTAB 9 folgende neuen Features hinzugekommen:
Behandlung von Stäben, Flächen, Volumen, Schweißnähten (Linienschweißverbindungen zwischen zwei bzw. drei Flächen mit anschließender Spannungsbemessung)
Ausgabe von Spannungen, Spannungsverhältnissen, Spannungsschwingbreiten und Dehnungen
Grenzspannung abhängig von dem zugeordneten Material oder einer benutzerdefinierten Eingabe
Individuellen Vorgabe der zu berechnenden Ergebnisse durch frei zuweisbare Einstellungstypen
Nicht modale Ergebnisdetails mit aufbereiteter Formeldarstellung und zusätzlicher Ergebnisdarstellung auf der Querschnittsebene von Stäben
In RFEM 6 stehen die neuen Stahlprofile gemäß dem aktuellen CISC-Handbuch (12. Ausgabe) zur Verfügung. Die Querschnitte sind in der Bibliothek Standardized aufgeführt. Wählen Sie im Filter "Kanada" als Region und "CISC 12" als Norm. Alternativ kann der Profilname auch direkt in das Suchfeld am unteren Rand des Dialogs eingegeben werden.
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.
Wenn Sie die Bemessung abgeschlossen haben, sorgt das Programm für übersichtliche Ergebnisse. So werden Ihnen die maximalen Spannungen und Ausnutzungen geordnet nach Querschnitten, Stäben/Flächen, Volumen, Stabsätzen, x-Stellen usw. ausgegeben. Neben den tabellarischen Ergebniswerten zeigt Ihnen das Add-On stets die zugehörige Querschnittsgrafik mit Spannungspunkten, Spannungsverlauf und Werten an. Den Ausnutzungsgrad können Sie auf jede beliebige Spannungsart beziehen. Die aktuelle Stelle wird Ihnen im RFEM-/RSTAB-Modell gekennzeichnet.
Neben der tabellarischen Auswertung bietet Ihnen das Programm noch mehr. Sie können daher auch eine grafische Kontrolle der Spannungen und Ausnutzungen am RFEM-/RSTAB-Modell auswählen. Die Farb- und Wertezuweisungen können Sie dabei benutzerdefiniert anpassen.
Die Darstellung der Ergebnisverläufe am Stab oder Stabsatz ermöglicht Ihnen eine gezielte Auswertung. Für jede Bemessungsstelle können Sie die relevanten Profilkennwerte und Spannungskomponenten an jedem Spannungspunkt kontrollieren. Am Ende haben Sie die Möglichkeit, sich die zugehörige Spannungsgrafik mit allen Details auszudrucken.
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.
Wussten Sie schon? Um Mauerwerk berechnen zu können, wurde in RFEM ein nichtlineares Materialmodell implementiert. Dieses wurde nach dem Ansatz von Lourenco gewählt, einer zusammengesetzten Fließfläche nach Rankine und Hill. Dieses Modell ermöglicht es Ihnen, das Tragverhalten von Mauerwerk, die unterschiedlichen Bruchmechanismen, zu beschreiben und abzubilden.
Die Grenzparameter wurden dabei so gewählt, dass die verwendeten Bemessungskurven einer normativen Bemessungskurve entsprechen.
Die zum Nachweiszeitpunkt maßgebende Bauteiltemperatur wird bei der Brandschutzbemessung anhand der Eingaben automatisch ermittelt. Dabei können Sie den Temperaturverlauf in Abhängigkeit von der Zeit gezielt über die Darstellung des Temperatur-Zeit-Diagramms nachvollziehen.
In der Schichtenaufbau-Bibliothek stehen Ihnen u. a. folgende Brettsperrholz-Hersteller zur Verfügung:
Binderholz (USA)
KLH (USA, CAN)
Kalesnikoff (USA, CAN)
Nordic Structures (USA, CAN)
Mercer Mass Timber
SmartLam
Sterling Structural
Aufbauten, die in der Lignatec-Ausgabe 32 "Brettsperrholz aus Schweizer Produktion" gelistet sind
Durch das Laden eines Aufbaues aus der Schichtenaufbau-Bibliothek werden für Sie automatisch alle relevanten Parameter übernommen. Die Datenbank wird kontinuierlich für Sie erweitert.
Im Vergleich zum Zusatzmodul RF-/STAHL EC3 (RFEM 5 / RSTAB 8) sind im Add-On Stahlbemessung für RFEM 6 / RSTAB 9 folgende neuen Features hinzugekommen:
Neben dem Eurocode 3 sind weitere internationale Normen integriert (z. B. AISC 360, CSA S16, GB 50017, SP 16.13330)
Berücksichtigung der Feuerverzinkung (DASt-Richtlinie 027) beim Brandschutznachweis nach EN 1993-1-2
Eingabemöglichkeit für Quersteifen, die beim Schubbeulnachweis berücksichtigt werden können
Biegedrillknicken auch für Hohlprofile überprüfbar (z. B. relevant bei schlanken, hohen Rechteckhohlprofilen)
Automatische Erkennung der für die Bemessung gültigen Stäbe bzw. Stabsätze (z. B. automatisches Deaktivieren von Stäben mit ungültigem Material oder bereits in einem Stabsatz enthaltene Stäbe)
Bemessungseinstellungen können für jeden Stab einzeln angepasst werden
Grafische Ausgabe der Ergebnisse im Bruttoquerschnitt oder wirksamen Querschnitt
Ausgabe der verwendeten Nachweisformeln (inklusive Hinweis auf verwendete Gleichung aus der Norm)
Das Add-On Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) bietet Ihnen zahlreiche neue Möglichkeiten. So können Sie bspw. Stabstrukturen in RFEM und RSTAB unter Berücksichtigung der Querschnittsverwölbung berechnen. Die damit ermittelten Schnittgrößen (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) können Sie im Vergleichsspannungsnachweis der Stahlbemessung berücksichtigen. Beachten Sie dabei: Dieses Feature ist aktuell noch nicht für die Bemessungsnormen AISC 360-16 und GB 50017 verfügbar.
Für die Eigenwertermittlung stehen Ihnen mehrere Methoden zur Auswahl:
Direkte Methoden
Die direkten Methoden (Lanczos (RFEM), Wurzeln des charakteristischen Polynoms (RFEM), Unterraum-Iterationsmethode (RFEM/RSTAB), Inverse Iteration mit Shift (RSTAB)) sind für kleine bis mittlere Modelle geeignet. Diese schnellen Methoden für Gleichungslöser sollten Sie nur verwenden, wenn Ihr Computer über eine höhere Zahl an Arbeitsspeicher (RAM) verfügt.
Diese Methode benötigt dagegen nur wenig Arbeitsspeicher. Die Eigenwerte werden nacheinander ermittelt. Sie kann eingesetzt werden, um sehr große Systeme mit wenigen Eigenwerten zu berechnen.
Mit dem Add-On Strukturstabilität können Sie auch das Inkrementalverfahren nutzen, um eine nichtlineare Stabilitätsanalyse durchzuführen. Diese Analyse liefert auch bei nichtlinearen Systemen wirklichkeitsnahe Ergebnisse. Der kritische Lastfaktor wird ermittelt, indem die Lasten des zugrunde liegenden Lastfalls schrittweise bis zur Instabilität gesteigert werden. Bei der Laststeigerung werden Nichtlinearitäten wie z. B. ausfallende Stäbe, Lager und Bettungen sowie Materialnichtlinearitäten berücksichtigt. Nach der Laststeigerung können Sie optional am letzten stabilen Zustand eine lineare Stabilitätsanalyse durchführen, um die Stabilitätsfigur zu ermitteln.
In RFEM ist eine Bibliothek für Brettsperrholzflächen implementiert, von der Sie die Herstelleraufbauten (z. B. Binderholz, KLH, Piveteaubois, Södra, Züblin Timber, Schilliger, Stora Enso) laden können. Dabei werden neben den Schichtdicken und Materialien auch Informationen über die Steifigkeitsreduktionen sowie über die Verklebung der Schmalseiten mit übertragen.
Haben Sie für die Bestimmung des kritischen Lastfaktors beim Stabilitätsnachweis den Add-On-internen Eigenwertlöser genutzt? Sehr gut, dann können Sie sich anschließend als Ergebnis die maßgebende Eigenform des zu bemessenden Objektes anzeigen lassen. Der Eigenwertlöser ist für den Biegedrillknicknachweis je nach verwendeter Bemessungsnorm verfügbar. Auch beim Allgemeinen Verfahren nach EN 1993-1-1, 6.3.4 können Sie den internen Eigenwertlöser nutzen.
Sie wollen einen Stabilitätsnachweis im Add-On Stahlbemessung führen? Dann ist die Festlegung der Effektiven Längen absolut notwendig. Dazu definieren Sie im Eingabedialog Knotenlager und Knicklängenbeiwerte. Zur einfachen Dokumentation und zur nachvollziehbaren Überprüfung der Eingabedaten können Sie die Knotenlager und resultierenden Segmente mit zugehörigen Knicklängenbeiwerten auch grafisch im Arbeitsfenster von RFEM/RSTAB darstellen.
Sie finden die Gebrauchstauglichkeitsnachweise in den Ergebnistabellen des Add-Ons Stahlbemessung. Die Nachweisergebnisse können Sie sich an jeder Stelle der bemessenen Stäbe mit allen Details ausgeben lassen. Zudem stehen Ihnen Grafiken mit den Ergebnisverläufen der Ausnutzungen zur Verfügung. So haben Sie einen guten Überblick.
Des Weiteren können Sie sämtliche Ergebnistabellen und -grafiken als Teil der Ergebnisse der Stahlbemessung in das globale Ausdrucksprotokoll von RFEM/RSTAB einbinden. Die Verformungsfiguren der Gesamtstruktur können Sie dadurch als Teil der RFEM-/RSTAB-Funktionalität, unabhängig vom Add-On, darstellen und dokumentieren.
Im Vergleich zu den Zusatzmodulen RF-STABIL (RFEM 5) und RSKNICK (RSTAB 8) sind im Add-On Strukturstabilität für RFEM 6 / RSTAB 9 folgende neuen Features hinzugekommen:
Aktivierung als Eigenschaft eines Lastfalls oder einer Lastkombination
Automatisierte Aktivierung der Stabilitätsberechnung über Kombinationsassistenten für mehrere Lastsituationen in einem Schritt
Inkrementelle Laststeigerung mit benutzerdefinierten Abbruchkriterien
Veränderung der Eigenformnormierung ohne Neuberechnung
Grafische Eingabe und Kontrolle von definierten Knotenlagern und Knicklängen für den Stabilitätsnachweis
Biegedrillknicknachweise für Bauteile mit Momentenbeanspruchung
Je nach Norm Auswahl zwischen benutzerdefinierter Eingabe von Mcr, analytischer Methode aus der Norm und Nutzung des internen Eigenwertlösers
Berücksichtigung von Schubfeld und Drehbettung bei Nutzung des Eigenwertlösers
Grafische Darstellung der Eigenform, wenn der Eigenwertlöser genutzt wurde
Stabilitätsnachweise für Bauteile mit kombinierter Druck- und Biegebeanspruchung je nach Bemessungsnorm
Nachvollziehbare Berechnung sämtlicher benötigten Beiwerte wie Faktoren für die Berücksichtigung des Momentenverlaufs oder Interaktionsfaktoren
Alternative Berücksichtigung aller Effekte für den Stabilitätsnachweis bereits bei der Schnittgrößenermittlung in RFEM/RSTAB (Theorie II. Ordnung, Imperfektionen, Steifigkeitsreduktion, ggf. in Kombination mit dem Add-On Wölbkrafttorsion)
Das Add-On Stahlbemessung hilft Ihnen außerdem dabei, allgemeine Querschnitte nachzuweisen, obwohl sie nicht in der Querschnittsbibliothek vordefiniert sind. Hierzu können Sie den Querschnitt mit dem Programm RSECTION erstellen und anschließend in RFEM/RSTAB importieren. Je nachdem, welche Bemessungsnorm Sie verwendet haben, sind verschiedene Nachweisformate möglich. Eines davon ist bspw. der Vergleichsspannungsnachweis. Sie haben eine Lizenz für RSECTION und Effektive Querschnitte? Dann können Sie die Nachweise auch unter Berücksichtigung der effektiven Querschnittswerte nach EN 1993-1-5 führen.
Die Berechnung des Mauerwerks erfolgt unter Einhaltung des nichtlinear-plastischen Materialgesetzes. Wenn die Belastung in einem Punkt höher liegt als die mögliche aufzunehmende Last, erfolgt innerhalb des Systems eine Umlagerung. Dies dient dem einfachen Zweck, das Kräftegleichgewicht wiederherzustellen. Mit einem erfolgreichen Berechnungsende haben Sie den Nachweis der Standsicherheit erbracht.
In RFEM/RSTAB haben Sie die Möglichkeit, die Last- bzw. Ergebniskombinationen, welche für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit notwendig sind, zu erzeugen sowie anschließend zu berechnen. Diese Bemessungssituationen wählen Sie im Add-On Stahlbemessung für den Durchbiegungsnachweis aus. Dementsprechend werden die berechneten Verformungswerte je nach eingegebener Überhöhung und Bezugssystem an jeder Stelle des Stabes ermittelt. Letztendlich können Sie diese Verformungswerte den Grenzwerten gegenüberstellen.
Wussten Sie schon? Den einzuhaltenden Grenzwert für die Verformung können Sie für jedes Bauteil individuell in den Gebrauchstauglichkeitskonfigurationen einstellen. Als zulässiger Grenzwert definieren Sie die max. Verformung in Abhängigkeit von der Bezugslänge. Über die Festlegung von Bemessungsauflagern ist Ihnen eine Segmentierung der Bauteile möglich, sodass für jede Nachweisrichtung die zugehörige Bezugslänge automatisch ermittelt werden kann.
Anhand der Lage der zugeordneten Bemessungsauflager wird zudem automatisch die Unterscheidung zwischen Trägern und Kragträgern vorgenommen, sodass der Grenzwert passend dazu ermittelt wird.
Beachten Sie, dass Sie beim Anschluss zugbeanspruchter Bauteile mit Schraubverbindungen die Querschnittsschwächung durch die Schraubenlöcher beim Tragfähigkeitsnachweis berücksichtigen müssen. Aber keine Sorge, das lässt sich im Programm einfach umsetzen. Im Add-On Stahlbemessung geben Sie eine lokale Stabquerschnittsreduzierung ein – und fertig. An allen relevanten Stellen können Sie die Reduzierung des Querschnitts als Absolutwert oder prozentualen Anteil der Gesamtfläche eingeben.