Wenn Sie dem Programm einen Lastfall oder eine Lastkombination vorlegen, wird die Stabilitätsberechnung aktiviert. Sie können einen weiteren Lastfall festlegen, um z. B. eine Anfangsvorspannung zu berücksichtigen.
Dabei müssen Sie angeben, ob eine lineare oder eine nichtlineare Analyse erfolgen soll. Je nach Anwendungsfall können Sie eine direkte Berechnungsmethode, wie z. B. nach Lanczos, oder aber die ICG-Iterationsmethode auswählen. Stäbe, die nicht in Flächen integriert sind, werden in der Regel als Stabelemente mit zwei FE-Knoten abgebildet. Mit solchen Elementen kann das Programm das lokale Knicken des Einzelstabes nicht erfassen. Aus diesem Grund haben Sie die Möglichkeit, Stäbe automatisch teilen zu lassen.
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.
- ICG-Iterationsmethode (Incomplete Conjugate Gradient (RFEM))
- 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.
Als erste Ergebnisse präsentiert Ihnen das Programm die kritischen Lastfaktoren. Anschließend können Sie eine Beurteilung der Stabilitätsgefährdung durchführen. Bei Modellen mit Stäben werden Ihnen die Knicklängen und kritischen Lasten der Stäbe tabellarisch ausgegeben.
Sie können weitere Ergebnismasken nutzen, um die normierten Eigenformen knoten-, stab- und flächenweise zu überprüfen. Die grafische Ausgabe der Eigenwerte macht Ihnen eine Beurteilung des Knick- bzw. Beulverhaltens möglich. Sie erleichtert es Ihnen, Gegenmaßnahmen einzubringen.
- Berechnung von Modellen aus Stab-, Schalen- und Volumenelementen
- Nichtlineare Stabilitätsanalyse
- Wahlweise Berücksichtigung von Normalkräften aus Anfangsvorspannung
- Vier Gleichungslöser für effektive Berechnung verschiedenster Modelle
- Optionale Berücksichtigung der Steifigkeitsänderungen von RFEM/RSTAB
- Ermittlung der Stabilitätsfigur ab benutzerdefiniertem Laststeigerungsfaktor (Shift-Methode)
- Optionale Ermittlung der Eigenform von instabilen Modellen (um Ursache der Instabilität zu erkennen)
- Visualisierung der Stabilitätsfigur
- Grundlage für die Ermittlung der Imperfektion
- 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
- Vollständige Integration in RFEM und RSTAB
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.
- Sie können die Nutzung des Bemessungsmoduls im Register Add-Ons der Basisangaben des Modells aktivieren oder deaktivieren
- Nach Aktivierung des Add-Ons erweitert sich die Benutzeroberfläche in RFEM um neue Einträge im Navigator, den Tabellen und den Dialogen
- Große Auswahl an verfügbaren Profilen wie z.B. gewalzte I-Profile, U-Profile, T-Profile, Winkel, rechteckige und runde Hohlprofile, Rundstähle, symmetrische und unsymmetrische, parametrische I-, T- und Winkelprofile, Zusammengesetzte Querschnitte (Eignung für Nachweisverfahren abhängig von gewählter Norm)
- Nachweise für allgemeine RSECTION Querschnitte möglich (in Abhängigkeit der in der jeweiligen Norm zur Verfügung stehenden Nachweisformate), bspw. Vergleichsspannungsnachweis
- Bemessung von gevouteten Stäben (Nachweisverfahren je nach Norm)
- Anpassung der wesentlichen Nachweisbeiwerte und Normparameter möglich
- Flexibilität durch detaillierte Einstellmöglichkeiten für Berechnungsgrundlagen und Berechnungsumfang
- Schnelle und übersichtliche Ergebnisausgabe für einen sofortigen Überblick über den Verlauf der Nachweise nach der Bemessung
- Detaillierte Ausgabe der Bemessungsergebnisse und der wesentlichen Formeln (nachvollziehbarer und prüfbarer Ergebnisweg)
- Übersichtliche numerische Ergebnisausgabe in Masken und die Möglichkeit, diese grafisch in der Struktur darzustellen
- Integration der Ausgabe in das RFEM-/RSTAB-Ausdruckprotokoll
- Bemessung auf Zug, Druck, Biegung, Schub, Torsion und kombinierte Schnittgrößen
- Zugnachweis unter Berücksichtigung einer reduzierten Querschnittsfläche (z. B. Lochschwächung) möglich
- Automatische Klassifizierung der Querschnitte zur Überprüfung lokalen Beulens
- Schnittgrößen aus der Berechnung mit Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) werden über den Vergleichspannungsnachweis berücksichtigt (aktuell noch nicht für die Bemessungsnorm ADM 2020 verfügbar).
- Bemessung von Querschnitten der Klasse 4 mit effektiven Querschnittswerten nach EN 1999-1-1 (für RSECTION-Querschnitte sind Lizenzen für RSECTION und Effektive Querschnitte erforderlich)
- Schubbeulnachweis unter Berücksichtigung von Quersteifen möglich
- Stabilitätsnachweise für Biegeknicken, Drillknicken und Biegedrillknicken unter Druckbeanspruchung
- Biegedrillknicknachweise für Bauteile mit Momentenbeanspruchung
- Übernahme von Knicklängen aus der Berechnung mit dem Add-On Strukturstabilität möglich
- Grafische Eingabe und Kontrolle von definierten Knotenlagern und Knicklängen für den Stabilitätsnachweis
- 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 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 (7 Freiheitsgrade)
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
- Ergebnistabellen mit Filteroption
Im Vergleich zum Zusatzmodul RF-/STAHL Wölbkrafttorsion (RFEM 5 / RSTAB 8) sind im Add-On Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) für RFEM 6 / RSTAB 9 folgende neuen Features hinzugekommen:
- Vollständige Integration in die Umgebung von RFEM 6 und RSTAB 9
- 7. Freiheitsgrad wird direkt in der Berechnung von Stäben in RFEM/RSTAB am Gesamtsystem berücksichtigt
- Keine Definition von Lagerungsbedingungen oder Federsteifigkeiten für die Berechnung am vereinfachten Ersatzsystem mehr notwendig
- Kombination mit anderen Add-Ons möglich, bspw. zur Berechnung von Verzweigungslasten für Drillknicken und Biegedrillknicken mit der Stabilitätsanalyse
- Keine Beschränkung auf dünnwandige Stahlquerschnitte (es ist bspw. ebenso die Berechnung von ideellen Kippmomenten für Balken mit massiven Holzquerschnitten möglich)
Im Vergleich zum Zusatzmodul RF-/ALUMINIUM (RFEM 5 / RSTAB 8) sind im Add-On Aluminiumbemessung für RFEM 6 / RSTAB 9 folgende neuen Features hinzugekommen:
- Neben dem Eurocode 9 ist die US-Norm ADM 2020 integriert
- Berücksichtigung der stabilisierenden Wirkung von Pfetten und Blechen in Form von Drehbettungen und Schubfeldern
- Grafische Ausgabe der Ergebnisse im Bruttoquerschnitt
- Ausgabe der verwendeten Nachweisformeln (inklusive Hinweis auf verwendete Gleichung aus der Norm)
- Berechnung von Durchbiegungen und Vergleich mit normativen oder manuell angepassten Grenzwerten
- Berücksichtigung von Überhöhungen bei der Berechnung der Durchbiegungen
- Unterschiedliche Grenzwerte je nach Typ der Bemessungssituation möglich
- Manuelle Anpassung von Bezugslängen und Segmentierung je nach Richtung
- Berechnung von Durchbiegungen bezogen auf das Ausgangssystem oder auf das verformte System
- Weitere Detailnachweise je nach gewählter Bemessungsnorm (z. B. Schwingungsnachweis nach EN 1999-1-1, 7.2.3)
- In RFEM/RSTAB integrierte grafische Ausgabe der Ergebnisse, z. B. Ausnutzung des Grenzwertes bzw. Verformung oder Durchhang
- Vollständige Integration der Ausgabe in das RFEM-/RSTAB-Ausdruckprotokoll
Das Programm nimmt Ihnen vieles ab. Die Last- bzw. Ergebniskombinationen beispielsweise, welche für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit notwendig sind, werden in RFEM/RSTAB erzeugt und berechnet. Diese Bemessungssituationen können Sie im Add-On Aluminiumbemessung für den Durchbiegungsnachweis auswählen. Je nach eingegebener Überhöhung und gewähltem Bezugssystem ermittelt das Programm Ihnen die berechneten Verformungswerte an jeder Stelle des Stabes. Anschließend werden diese den Grenzwerten gegenübergestellt.
Sie können den einzuhaltenden Grenzwert für die Verformung für jedes Bauteil individuell in den Gebrauchstauglichkeitskonfigurationen einstellen. Dabei definieren Sie den zulässigen Grenzwert als die max. Verformung in Abhängigkeit von der Bezugslänge. Über die Festlegung von Bemessungsauflagern ist es Ihnen möglich, die Bauteile zu segmentieren. Auf diese Weise können Sie für jede Nachweisrichtung die zugehörige Bezugslänge automatisch ermitteln.
Das ist noch nicht alles. Anhand der Lage der zugeordneten Bemessungsauflager ermöglicht Ihnen das Programm automatisch, die Unterscheidung zwischen Trägern und Kragträgern vorzunehmen. Dadurch wird der Grenzwert passend dazu ermittelt.
Sie finden die Gebrauchstauglichkeitsnachweise in den Ergebnistabellen des Add-Ons Aluminiumbemessung. Dort sind sie bereits vollständig integriert. Ihnen bietet sich die Möglichkeit, die Nachweisergebnisse an jeder Stelle der bemessenen Stäbe mit allen Details zu erhalten. Auch Grafiken mit den Ergebnisverläufen der Ausnutzungen stehen Ihnen zur Verfügung.
Sie können je nach Notwendigkeit sämtliche Ergebnistabellen und -grafiken als Teil der Ergebnisse der Aluminiumbemessung in das globale Ausdrucksprotokoll von RFEM/RSTAB einbinden. RFEM/RSTAB ermöglicht Ihnen zudem, die Verformungsfiguren der Gesamtstruktur unabhängig vom Add-On darzustellen und zu dokumentieren.
Sie lieben es übersichtlich? Wir auch! Daher werden Ihnen alle geführten Nachweise der Bemessungsnorm übersichtlich ausgegeben. Für jeden Bemessungsnachweis bestimmen Sie ein Ausnutzungskriterium. Bemessungsdetails, in denen die Eingangswerte, die Zwischenergebnisse und die Endergebnisse strukturiert angeordnet sind, erhalten Sie für jeden der Bemessungsnachweise. Sie finden den Berechnungsablauf mit allen angesetzten Formeln, Normenquellen und Ergebnissen in einem Infofenster, wo Ihnen die Bemessungsdetails detailliert angezeigt werden.
Nachweise finden Sie im Add-On Aluminiumbemessung in Form von übersichtlichen Tabellen. Des Weiteren können Sie den Verlauf der Ausnutzungen grafisch darstellen. Ihnen stehen dabei sowohl in der Tabelle als auch in der grafischen Ausgabe umfangreiche Filteroptionen zur Verfügung. So können Sie sich vom Programm gezielt die gewünschten Nachweise nach Grenzzustand oder Nachweisart anzeigen lassen.
Bei der Berechnung des Durchbiegungsgrenzwertes haben Sie gewisse Bezugslängen zu berücksichtigen. Diese Bezugslängen und die zu überprüfenden Segmente können Sie je nach Richtung unabhängig voneinander festlegen. Definieren Sie dafür Bemessungsauflager an den Zwischenknoten eines Stabes und weisen Sie diese der jeweiligen Richtung für den Nachweis der Verformung zu. Dadurch entstehen Segmente, in denen Sie eine Überhöhung je Richtung und Segment berücksichtigen können.
Achten Sie darauf, dass im Add-On Aluminiumbemessung die Festlegung der effektiven Längen eine wesentliche Voraussetzung für den Stabilitätsnachweis ist. Definieren Sie dazu im Eingabedialog Knotenlager und Knicklängenbeiwerte. Sie wollen die Knotenlager und resultierenden Segmente mit zugehörigem Knicklängenbeiwert übersichtlich dokumentieren? Zur Überprüfung der Eingabedaten nutzen Sie am besten die grafische Darstellung im Arbeitsfenster von RFEM/RSTAB. Dadurch können Sie die Bemessung auch ohne viel Aufwand jederzeit nachvollziehen.