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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 für RFEM 6 als Stäbe bemessen werden können.
Im Add-On Holzbemessung für RFEM können Sie neben Stäben auch Flächen nach Eurocode 5, SIA 265 (Schweizer Norm), CSA O86 (kanadische Norm) oder ANSI/AWC NDS (amerikanische Norm) bemessen, z. B. Brettsperrholz, Brettschichtholz, Nadelholz, Holzwerkstoffe usw.
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.
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.
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)
Für Holzflächen mit dem Dickentyp "Konstant" wird, analog zur Stabbemessung, der Rissfaktor kcr und somit der negative Einfluss von Rissen auf die Schubtragfähigkeit berücksichtigt.
Wie Sie sicherlich wissen, erfolgen Nachweise für die ausgewählten Stäbe unter Berücksichtigung der definierten Abbranddauer. Im Programm sind alle notwendigen Abminderungsfaktoren und Beiwerte hierfür bereits entsprechend hinterlegt und werden bei der Ermittlung der Tragfähigkeit berücksichtigt. Das erspart Ihnen einiges an Arbeit.
Auch die Knicklängen für den Ersatzstabnachweis werden direkt den Eingaben der Tragfähigkeit entnommen. Sie müssen demnach nicht erneut eingegeben werden.
Ist die Bemessung abgeschlossen, präsentiert Ihnen das Programm die Brandschutznachweise übersichtlich und mit sämtlichen Ergebnisdetails. Dadurch können Sie die Ergebnisse vollkommen transparent nachvollziehen. Die Ergebnisausgabe hält zudem alle benötigten Kennwerte für Sie bereit, damit Sie die zum Nachweiszeitpunkt maßgebende Bauteiltemperatur ermitteln können.
Zusätzlich zu all diesen Funktionen ermöglicht es Ihnen das Programm, sämtliche Ergebnistabellen und -grafiken zusammen mit den Ergebnissen für Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit in das globale Ausdrucksprotokoll von RFEM/RSTAB einzubinden.
In RFEM und RSTAB können Sie Stäbe mit dem Materialtyp "Furnierschichtholz" bemessen. Folgende Hersteller stehen Ihnen dabei zur Verfügung:
Pollmeier (Baubuche)
Metsä (Kerto LVL)
STEICO
Stora Enso
In der Tragfähigkeitskonfiguration ist es Ihnen möglich, Festigkeitsbeiwerte zur Erhöhung der Festigkeiten entsprechend zu berücksichtigen. Beiwerte, die Festigkeiten reduzieren, werden unabhängig davon automatisch berücksichtigt. Probieren Sie es aus!
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
Sie können die Ergebnisschnitte für die Holzflächenbemessung grafisch auswerten. Zum einen in der RFEM-Grafik und zum anderen im Ergebnisverlaufsfenster. Die Schnitte lassen sich an beliebigen Stellen platzieren, um die Bemessungsergebnisse detailliert auszuwerten.
Stabilitätsnachweise für Biegeknicken, Drillknicken und Biegedrillknicken unter Druckbeanspruchung
Übernahme von Knicklängen aus der Berechnung mit dem Add-On Strukturstabilität möglich
Grafische Eingabe und Kontrolle von definierten Knotenlagern und Knicklängen für den Stabilitätsnachweis
Ermittlung von Ersatzstablängen für gevoutete Stäbe
Berücksichtigung der Lage der Kippaussteifungen
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 (7 Freiheitsgrade))
Ihre Möglichkeiten in der Holzbemessung sind vielfältig. Sie können Faseranschnittswinkel, Querzugspannungen und volumenabhängige Krümmungsradien für gevoutete sowie gekrümmte Stäbe berücksichtigen. Wollen Sie einen Faseranschnitt bemessen, wird die Festigkeit bei Biegezug oder Biegedruck entsprechend angepasst. Um Ihnen den Nachweis für Stabilität auch mit dem Ersatzstabverfahren zu ermöglichen, führen Sie einfach die Höhe zur Ermittlung der Knick- und Kipplängen in einem Abstand von 0,65 x h zum eigentlichen Nachweispunkt.
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.
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.
Im Vergleich zum Zusatzmodul RF-/HOLZ Pro (RFEM 5 / RSTAB 8) sind im Add-On Holzbemessung für RFEM 6 / RSTAB 9 folgende neuen Features hinzugekommen:
Neben dem Eurocode 5 sind weitere internationale Normen integriert (SIA 265, ANSI/AWC NDS, CSA O86, GB 50005)
Nachweis Druck rechtwinklig zur Faserrichtung (Auflagerpressung)
Implementierung des Eigenwertlöser zur Bestimmung des kritischen Moments für das Biegedrillknicken (nur EC 5)
Definition unterschiedlicher effektiven Längen für Kalt- und Heißbemessung
Auswertung der Spannungen über Einheitsspannungen (FEM)
Optimierte Stabilitätsnachweise bei gevouteten Stäben
Vereinheitlichung der Materialien für alle nationalen Anhänge (es ist in der Materialbibliothek wegen der besseren Übersicht nur noch eine Norm “EN” verfügbar)
Darstellung der Querschnittschwächungen direkt im Rendering
Ausgabe der verwendeten Nachweisformeln (inklusive Hinweis auf verwendete Gleichung aus der Norm)
Wissen Sie genau, wie eine Formfindung berechnet wird? Zunächst verschiebt der Formfindungsprozess der Lastfälle mit der Lastfallkategorie „Vorspannung“ die anfängliche Netzgeometrie mittels iterativen Berechnungsschleifen an eine Position, die optimal im Gleichgewicht steht. Für diese Aufgabe verwendet das Programm die Updated Reference Strategy (URS) Methode von Prof. Bletzinger und Prof. Ramm. Diese Technologie zeichnet sich durch Gleichgewichtsformen aus, die nach der Berechnung annähernd genau die initial vorgegebenen Formfindungsrandbedingungen (Durchhang, Kraft und Vorspannung) einhalten.
Durch den integralen Ansatz der URS wird Ihnen neben der reinen Beschreibung der zu erwartenden Kräfte oder Durchhänge auf den zu formenden Elementen auch eine Berücksichtigung von regulären Kräften ermöglicht. Das erlaubt Ihnen im gesamtheitlichen Prozess z. B. eine Beschreibung des Eigengewichts bzw. eines pneumatischen Drucks durch entsprechende Elementlasten.
Mit all diesen Optionen erhält der Berechnungskern das Potential, antiklastische und synklastische im Kräftegleichgewicht stehende Formen für flächige oder rotationssymmetrische Geometrien zu errechnen. Um beide Typen einzeln oder zusammen in einer Umgebung praxisnah umsetzen zu können, haben Sie in der Berechnung zwei Arten der Beschreibung von Formfindungskraftvektoren zur Auswahl:
Zugmethode – Beschreibung der Formfindungskraftvektoren im Raum für flächige Geometrien
Projektionsmethode – Beschreibung der Formfindungskraftvektoren auf einer Projektionsebene mit Fixierung der horizontalen Lage für konische Geometrien
Hier haben Sie die freie Wahl. Sie können den Auflagerpressungsnachweis an beliebigen Punkten für eine Belastung in y- und z-Richtung des Querschnitts führen. Dabei steht es Ihnen offen, zwischen inneren und äußeren Lagern zu unterscheiden. Den Faktor kc,90 für Druck rechtwinklig zur Faser können Sie benutzerdefiniert einstellen (z.B. 1,75 für Leimholz). Falls zulässig, wird die Auflagerlänge entsprechend der Normvorgaben automatisch vergrößert. Hiermit erreichen Sie eine wirtschaftlichere Bemessung ohne viel Aufwand.
Mit Hilfe des Geschosstyps "Nur Lastübertragung" können Sie im Add-On Gebäudemodell Decken ohne Steifigkeitseffekt in und aus der Ebene berücksichtigen. Dieser Elementtyp sammelt die Lasten auf der Decke und gibt diese an die Stützelemente des 3D-Modells weiter. Somit haben Sie die Möglichkeit, Sekundärbauteile wie z. B. Gitterroste und ähnliche Lastverteilungselemente ohne weiteren Effekt im 3D-Modell simulieren.
RFEM/RSTAB hält auch für den Brandfall eine Reihe an Funktionen für Sie bereit. Das Programm ermöglicht die automatische Erzeugung der Last- und Ergebniskombinationen für die außergewöhnliche Bemessungssituation der Brandbemessung. Dabei werden die zu bemessenden Stäbe mit den zugehörigen Schnittgrößen direkt aus RFEM/RSTAB übernommen. Ebenso sind alle Informationen zum Material und Querschnitt hinterlegt. Sie müssen also nichts weiter tun.
Sie legen lediglich über die Zuweisung einer Brandschutzkonfiguration zu den zu bemessenden Stäben und Flächen jene Parameter fest, die für den Brandschutznachweis relevant sind. Zusätzlich dazu sind weitere Detaileinstellungen, wie beispielsweise die Festlegung von einseitiger bis allseitiger Brandbeanspruchung, für Sie verfügbar.
Für Elemente in Gebäudemodellen stehen Ihnen mehrere Modellierungswerkzeuge zur Verfügung:
Vertikale Linie
Stütze
Wand
Balkenstab
Rechteckige Decke
Polygonale Decke
Rechteckige Deckenöffnung
Polygonale Deckenöffnung
Dieses Feature erlaubt Ihnen die Elementdefinition auf der Grundebene (z. B. eine Hintergrundfolie) mit einer damit verbundenen multiplen Elementerzeugung im Raum.
Sie fürchten, Ihr Projekt endet im digitalen Turmbau zu Babel? Damit Ihr mehrgeschossiges Bauprojekt sicher steht, unterstützt Sie das RFEM-Add-On Gebäudemodell bei der Arbeit. Es ermöglicht Ihnen die Definition und Manipulation eines Gebäudes mittels Geschosse. Dabei können Sie die Geschosse im Nachhinein vielseitig anpassen und auch die Geschossdeckensteifigkeit auswählen. Informationen über die Geschosse und auch das Gesamtmodell (Schwerpunkt, Steifigkeitszentrum) werden Ihnen dabei tabellarisch und grafisch ausgegeben.
Wussten Sie schon? In den Bemessungsauflagern können Sie für den Nachweis "Druck rechtwinklig zur Faser" Vollgewindeschrauben als Querdruck-Verstärkungselemente definieren. Dabei werden die Schrauben auf Hineindrücken und Knicken nachgewiesen.
Zusätzlich erfolgt der Nachweis der Querdrucktragfähigkeit in der Ebene der Schraubenspitze. Den Lastausbreitungswinkel können Sie linear unter 45° oder nichtlinear (nach Bejtka I., Verstärkung von Bauteilen aus Holz mit Vollgewindeschrauben, Universität Karlsruhe (TH), 2005) berücksichtigen.
Mithilfe von Stabquerschnittsreduzierungen können Sie Anfangs-, Innen- oder Endausklinkungen eines Trägers berücksichtigen. Die Reduzierung des Trägers wird dabei in der Berechnung der Tragfähigkeit berücksichtigt. Für die Steifigkeit gilt das allerdings nicht.
Mit Hilfe der Lastart Pfützenbildung können Sie Regeneinwirkungen auf mehrfach gekrümmte Flächen unter Berücksichtigung der Verschiebungen nach Theorie III. Ordnung simulieren.
Dieser numerische Regenvorgang untersucht die zugeordnete Flächengeometrie und legt fest, welche Regenanteile abfließen und welche sich in Pfützen (Wassersäcken) auf der Fläche sammeln. Die Pfützengröße ergibt dann für die statische Analyse eine entsprechende Vertikallast.
Dieses Feature lässt sich beispielsweise für die Analyse von annähernd horizontalen Membrandachgeometrien unter einer Regenbelastung anwenden.
Zusätzliche formgebende Lastrandbedingungen für Stäbe (Maximale Kraft im Stab, Minimale Kraft im Stab, Horizontale Zugkomponente, Zug am Ende i, Zug am Ende j, Mindestzug am Ende i, Mindestzug am Ende j)
Materialtyp “Gewebe” und “Folie” in Materialbibliothek
Parallel Formfindungen in einem Modell
Simulation von sich nacheinander aufbauenden Formfindungszuständen in Verbindung mit dem Add-On Analyse von Bauzuständen (CSA)
Haben Sie für die Bestimmung des kritischen Lastfaktors zur Führung des Stabilitätsnachweises den Add-On-internen Eigenwertlöser genutzt? Wenn ja, können Sie sich anschließend als Ergebnis die maßgebende Eigenform des zu bemessenden Objektes anzeigen lassen. Der Eigenwertlöser ist hier für den Biegedrillknicknachweis je nach verwendeter Bemessungsnorm verfügbar.
Wenn Sie das Add-On Formfindung in den Basisangaben aktivieren, wird den Lastfällen mit der Lastfallkategorie „Vorspannung“ in Verbindung mit den Formfindungslasten aus dem Stab-, Flächen- und Volumenlastkatalog eine formgebende Wirkung zugewiesen. Dabei handelt es sich um einen Vorspannungslastfall. Dieser mutiert damit zu einer Formfindungsanalyse für das Gesamtmodell mit allen darin definierten Stab, Flächen- und Volumenelementen. Die Formgebung der relevanten Stab- und Membranelemente inmitten des Gesamtmodells erreichen Sie durch spezielle Formfindungslasten und reguläre Lastdefinitionen. Diese Formfindungslasten beschreiben hierbei den erwarteten Verformungs- bzw. Kraftzustand nach der Formfindung in den Elementen. Die regulären Lasten beschreiben die externe Belastung des Gesamtsystems.