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In der Tragfähigkeitskonfiguration für die Stahlanschlussbemessung haben Sie die Möglichkeit, die plastische Grenzdehnung für Schweißnähte zu modifizieren.
Mit der Komponente "Fußplatte" bemessen Sie Fußplattenanschlüsse mit einbetonierten Ankern. Dabei werden Platten, Schweißnähte, Verankerung und Stahl-Beton-Interaktion analysiert.
Beide Optimierungsmethoden haben eines gemeinsam. Sie präsentieren Ihnen am Ende des Prozesses aus den gespeicherten Daten eine Modellmutationsliste. Darin finden Sie die Angabe des kontrollierenden Optimierungsergebnisses und der zugehörigen Wertebelegung der Optimierungsparameter. Diese Liste ist absteigend organisiert. Sie finden an der obersten Stelle die angenommene beste Lösung. Bei dieser liegt das Optimierungsergebnis mit seiner ermittelten Wertebelegung dem Optimierungskriterium am nächsten. Sämtliche Add-On-Ergebnisse weisen eine Auslastung < 1 auf. Des Weiteren stellt das Programm mit Abschluss der Analyse automatisch die Wertebelegung der optimalen Lösung bei den Optimierungsparametern in der globalen Parameterliste ein.
In den Materialdialogen finden Sie die Register „Kostenschätzung“ und „Abschätzung der CO2-Emissionen“. Darin zeigen sich Ihnen die einzelnen Schätzsummen der zugeordneten Stäbe, Flächen und Volumen je Gewichts-, Volumen- und Flächeneinheit. Zudem weisen diese Register die Gesamtkosten und -emissionen aller zugeordneten Materialien aus. Dadurch schaffen Sie sich eine gute Übersicht zu Ihrem Projekt.
Mit der Komponente "Blechschnitt" können Sie Bleche (z. B. Knotenbleche, Fahnenbleche usw.) schneiden. Dafür stehen verschiedene Schnittmethoden zur Verfügung:
Ebene: Der Schnitt wird an der nächstgelegenen Fläche der Referenzplatte geführt.
Fläche: Es werden nur die sich überschneidenden Teile von Platten abgeschnitten.
Begrenzungsrahmen: Die äußerste Dimension aus Breite und Höhe wird als Rechteck aus dem Blech herausgeschnitten.
Konvexe Hülle: Die äußere Hülle des Querschnittes wird für das Schneiden des Bleches verwendet. Befinden sich dabei Ausrundungen an den Eckknoten des Profils, passt sich der Schnitt daran an.
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.
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.
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.
Mit nur wenigen Mausklicks lassen sich Kopfplatten in Stahlanschlüssen einfügen. Für die Eingabe stehen Ihnen dazu die bekannten Definitionstypen 'Versätze' oder 'Abmessungen und Lage' zur Verfügung. Durch die Vorgabe eines Referenzstabes und der Schnittebene kann damit auch auf die Komponente Stabschnitt verzichtet werden.
Mit dieser Komponente können Sie zum Beispiel ganz einfach Kopfplatten an Stützenenden modellieren.
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.
Wussten Sie schon? Die Strukturoptimierung schließt in den Programmen RFEM bzw. RSTAB die parametrische Eingabe ab. Dies ist ein paralleler Prozess neben der eigentlichen Modellberechnung mit all seinen regulären Berechnungs- und Bemessungsdefinitionen. Dabei geht das Add-On davon aus, dass Ihr Modell bzw. der Block mit einem parametrischen Zusammenhang aufgebaut ist und in der Gesamtheit von globalen Steuerparametern mit dem Typ „Optimierung“ kontrolliert wird. Daher gibt es den Steuerparametern zur Abgrenzung des Optimierungsbereichs eine untere sowie obere Grenze und eine Schrittweite. Wenn Sie optimale Werte für die Steuerparameter finden wollen, müssen Sie ein Optimierungskriterium (z. B. minimales Gewicht) mit Auswahl einer Optimierungsmethode (z. B. Partikelschwarmoptimierung) angeben.
Die Kosten- und CO2-Emissionsschätzung finden Sie bereits in den Materialdefinitionen geregelt. Beide Optionen können Sie individuell in jeder Materialdefinition einzeln aktivieren. Die Schätzung basiert hierbei auf einer Stückkosten- bzw. Stückemissions-Einheit für Stäbe, Flächen und Volumenkörper. Dabei können Sie auswählen, ob die Stückeinheiten jeweils per Gewicht-, Volumen- oder Flächeneinheit angegeben werden sollen.
Wie gewohnt führen Sie die Systemeingabe und die Berechnung der Schnittgrößen in den Programmen RFEM und RSTAB durch. Dabei haben Sie unbeschränkten Zugriff auf die umfangreichen Material- und Querschnittsbibliotheken. Wussten Sie schon, dass Sie allgemeine Querschnitte mit dem Programm RSECTION erzeugen können? Das erspart Ihnen einiges an Arbeit.
Keine Angst vor zusätzlichen Fenstern und Eingabe-Chaos! Denn die Aluminiumbemessung ist vollständig in die Hauptprogramme integriert und berücksichtigt automatisch die Struktur sowie die vorhandenen Berechnungsergebnisse. Weitere Eingaben für die Aluminiumbemessung wie Knicklängen, Querschnittsreduzierungen oder Bemessungsparameter können Sie direkt den zu bemessenden Objekten zuordnen. An vielen Stellen im Programm nutzen Sie am besten die [Pick]-Funktion zur grafischen Auswahl – einfach und effektiv.
Ihnen stehen für den Optimierungsprozess zwei Methoden zur Verfügung, mit denen Sie optimale Parameterwerte nach einem Gewichts- oder Verformungskriterium finden können.
Die effizienteste Methode mit der niedrigsten Berechnungszeit ist die naturnahe Partikelschwarmoptimierung (PSO). Haben Sie bereits davon gehört oder gelesen? Diese künstliche-Intelligenz-Technologie (KI) weist eine starke Analogie zum Verhalten von Tierschwärmen auf, die auf der Suche nach einem Rastplatz sind. In solchen Schwärmen finden Sie zahleiche Individuen (vgl. Optimierungslösung – z. B. Gewicht), die gerne in einer Gruppe bleiben und der Gruppenbewegung folgen. Nehmen wir an, dass jedes einzelne Schwarmmitglied das Rastbedürfnis auf einem optimalen Rastplatz (vgl. beste Lösung – z. B. niedrigstes Gewicht) hat. Dieses Bedürfnis steigt mit Annäherung zum Rastplatz an. Somit wird das Schwarmverhalten auch durch die Eigenschaften des Raums (vgl. Ergebnisdiagramm) beeinflusst.
Wieso der Ausflug in die Biologie? Ganz einfach – der PSO-Prozess in RFEM bzw. RSTAB geht ähnlich vor. Der Berechnungslauf beginnt mit einem Optimierungsergebnis aus einer zufälligen Belegung der zu optimierenden Parameter. Dabei ermittelt dieser immer wieder neue Optimierungsergebnisse mit variierten Parameterwerten, die auf der Erfahrung der bereits vorher getätigten Modellmutationen basieren. Dieser Prozess läuft so lange ab, bis die vorgegebene Anzahl von möglichen Modell-Mutationen erreicht ist.
Alternativ zu dieser Methode steht Ihnen im Programm noch eine Stapelverarbeitungsmethode zur Verfügung. Diese Methode versucht, sämtliche möglichen Modell-Mutationen durch eine zufällige Vorgabe der Werte für die Optimierungsparameter bis zum Erreichen einer vorgegebenen Anzahl von möglichen Modell-Mutationen zu prüfen.
Beide Varianten kontrollieren nach der Berechnung einer Modellmutation auch die jeweils aktivierten Bemessungsergebnisse der Add-Ons. Des Weiteren speichern sie die Variante bei einer Auslastung < 1 mit zugehörigem Optimierungsergebnis und Wertebelegung der Optimierungsparameter ab.
Die geschätzten Gesamtkosten und -emissionen können Sie aus den jeweiligen Summen der einzelnen Materialien ermitteln. Dabei setzen sich die Summen der Materialien aus den gewichtsbasierten, volumenbasierten und flächenbasierten Teilsummen der Stab-, Flächen- und Volumenelemente zusammen.
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
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.
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
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.
Mit der Komponente "Rippe" können Sie sehr schnell eine beliebige Anzahl an Längsrippen an einem Stabblech definieren. Durch die Vorgabe eines Referenzobjektes lassen sich daran automatisch Schweißnähte vorgeben.
Die Komponente "Rippe" lässt sich auch an kreisförmigen Hohlprofilen anordnen. Dafür wird zusätzlich die Vorgabe der Winkel zwischen den Rippen benötigt.
Im „Vorspannungslastfall“ gibt Ihnen der Formfindungsprozess ein Strukturmodell mit eingeprägten Kräften aus. Dieser Lastfall zeigt in den Verformungsergebnissen die Verschiebung von der initialen Eingabeposition zur formgefundenen Geometrie. In den kraft- bzw. spannungsbasierten Ergebnissen (Stab- und Flächenschnittgrößen, Volumenspannungen, Gasdrücke, etc.) verdeutlicht er den Zustand zur Aufrechterhaltung der gefundenen Form. Für die Analyse der Formgeometrie bietet Ihnen das Programm einen flächigen Umrisslinienplot mit Ausgabe der absoluten Höhe und einen Neigungsplot zur Visualisierung der Gefällesituation an.
Nun kommt es zur Weiterrechnung und statischen Analyse des Gesamtmodells. Zu diesem Zweck transferiert das Programm die formgefundene Geometrie inklusive der elementweisen Dehnungen in einen universell einsetzbaren Anfangszustand. Nun kann sie in den Lastfällen und Lastkombinationen von Ihnen genutzt werden.
Ihre Bemessung war erfolgreich? Sehr gut, nun kommt der entspannte Teil. Denn das Programm gibt Ihnen die geführten Nachweise tabellarisch aus. Sie können dabei sämtliche Ergebnisdetails detailliert anzeigen lassen. Anhand der übersichtlich präsentierten Nachweisformeln wird es Ihnen problemlos möglich sein, die Ergebnisse auch nachvollziehen zu können. Bei Dlubal-Software gibt es keinen Blackbox-Effekt.
Die Nachweise werden an allen maßgebenden Stellen der Stäbe geführt und Ihnen grafisch als Ergebnisverlauf dargestellt. In der Ergebnisausgabe finden Sie weitere Detailgrafiken vor. Dazu gehören beispielsweise ein Spannungsverlauf am Querschnitt oder die maßgebende Eigenform.
Die gesamten Eingabe- und Ergebnisdaten sind Teil des RFEM-/RSTAB-Ausdruckprotokolls. Den Inhalt des Protokolls und die gewünschte Tiefe der Ausgabe für die einzelnen Nachweise können Sie gezielt selektieren.
Im Add-On Stahlanschlüsse können Sie mit Hilfe der Komponente "Hilfsvolumen" präzise Schnitte an Platten und Bauteilen ausführen. Innerhalb dieser Komponente lassen sich die Formen Kasten, Zylinder oder ein beliebiger Querschnitt als Hilfsobjekt verwenden.
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
Bei der Komponente Stabeditor können Sie auch, anstelle einzelner Stabplatten, den gesamten Stab als modifizierendes Objekt wählen. Somit lassen sich die beiden Operationen 'Ausklinkung' und 'Abschrägung' über mehrere Stabplatten anwenden.
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.
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.
Sie wissen sicher, dass Sie für den Tragfähigkeitsnachweis beim Anschluss zugbeanspruchter Bauteile mit Schraubverbindungen die Querschnittsschwächung durch die Schraubenlöcher berücksichtigen müssen. Auch hierfür haben die Statikprogramme eine Lösung. Im Add-On Aluminiumbemessung können Sie dafür eine lokale Stabquerschnittsreduzierung eingeben. An relevanten Stellen geben Sie hier die Reduzierung des Querschnitts als Absolutwert oder den prozentualen Anteil der Gesamtfläche an.