Sämtliche Ergebnisse der Auslegung und der Nachweise werden detailliert und nachvollziehbar ausgegeben. Ein Fehlerprotokoll weist auf Unbemessbarkeiten oder nicht eingehaltene Empfehlungen hin. Durch die feste Integration in RFEM/RSTAB werden nachträgliche Änderungen im System und der Belastung automatisch für die zu überprüfenden Anschlüsse mit berücksichtigt.
Falls einer der Nachweise nicht erfüllt werden konnte, so wird die entsprechende Zeile rot unterlegt. Die Ausgabe erfolgt nachvollziehbar in Kurz- oder Langfassung im globalen Ausdruckprotokoll von RFEM/RSTAB. Weiter können sämtliche Tabellen problemlos nach MS-Excel oder in eine CSV-Datei exportiert werden. Ein Übergabemenü regelt hier alle notwendigen Exportangaben.
Die Berechnung der Verbindungsbauteile erfolgt unter Berücksichtigung der materiellen Fließeigenschaft, was ein optimales Abstimmen des Tragverhaltens von Schraubengröße zu Stirnplattendicke ermöglicht. Unabhängig von der gewählten Bemessungsgrundlage und der Art der Verbindung können vorab die Schweißnähte berechnet werden.
Die Querkraft Vz,d wird dabei vollständig der Stegnaht aS zugewiesen, während die Normalkraft Nd und das Moment My,d je nach Größe und Auslastung der Nähte durch Steg- und Flanschnaht aufgenommen wird. Die Berechnung erfolgt für den plastischen Zustand der Nähte und wird iterativ durchgeführt.
Die Berechnung der Schrauben erfolgt in vereinfachter Form, d. h. die Schrauben im Zugbereich nehmen die Zugkraft auf, während die Schrauben im Druckbereich die Vertikalkraft durch Abscheren und Lochleibung übertragen. Die Druckkraft wird durch Kontakt am Druckflansch aufgenommen und beanspruchen die Schrauben daher nicht.
In den Eingabemasken sind alle für die Berechnung notwendigen Angaben zu treffen und die gewünschten Parametereinstellungen vorzunehmen. Die zu bemessenden Stabenden können grafisch im Modell ausgewählt werden. RF-/STIRNPL erkennt dann die zugehörigen Querschnitte und deren Abmessungen automatisch.
Über einzelne Steuerelemente können Angaben zur Schweißnaht, Schraubenanordnung, Stirnplattengeometrie und zum Schweißnahtverlauf gemacht werden. Die grafische Darstellung im Programm passt sich dynamisch jeder veränderten Eingabe an. Die Stirnplattendicke, Schweißnähte und Schraubendurchmesser kann man sich entweder vom Programm auslegen lassen oder selbst festsetzen.
Für Anschlüsse an unterschiedlichen Stellen kann ein konstruktiv einheitlicher Anschlußtyp gewählt werden. Da RF-/STIRNPL selbständig die maßgebenden Schnittgrößen aus den zur Bemessung vorgesehenen Lastfällen ermittelt, ist keine manuelle Eingabe erforderlich.
Berechnung von 2-reihigen oder 4-reihigen biegesteifen Stirnplattenverbindungen mit bündigen oder überstehenden Kopfplatten nach DIN 18800
Berechnung - im Gegensatz zum DSTV-Ringbuch - auch mit Berücksichtigung von Normalkräften (Schnittgrößen My , N, Vz ) und frei definierbaren einfachsymmetrischen I-Profilen
Möglichkeit der Berechnung eines reinen Normalkraft-Zugstoßes
Separate Nachweismöglichkeit für die Schweißnähte der Verbindung mit Angabe der Empfehlungswerte nach DIN 18800, Teil 1
Auslegung der Schrauben, Stirnplatten und Schweißnähte oder Vorgabe von festen Werten für Schrauben, Flansch- und Kehlnähten sowie Stirnplattendicken
Wirtschaftliche Dimensionierung durch volle Ausnutzung eventueller Querschnittsreserven
Wirtschaftliche Schweißnahtstärken sowie der Belastung angemessene Stirnplattendicken infolge Bemessung mit vollständiger Interaktion von Moment, Quer- und Normalkraft
Ausgabe der minimal erforderlichen Vorspannkräfte für den Gebrauchstauglichkeitsnachweis
Photorealistische Darstellung (3D-Rendering) der Stirnplatte mit Profil, Schrauben, Schweißnaht und Vermaßung
Insbesondere bei geschweißten Profilen mit dünnen Blechen lassen sich mit RF-/C-ZU-T aufwändige Beulnachweise umgehen: Ein Versagen durch Beulen der Querschnittsteile kann durch den erfüllten (c/t)-Nachweis ausgeschlossen werden.
Falls der Nachweis mit RF-/C-ZU-T nicht erfüllt wird, so kann mit RF-/FE-BGDK versucht werden, über die exakte Ermittlung der Beulspannungen den Nachweis nach DIN 18800 Teil 3 zu erbringen.
Nach DIN 18800 Teil 2 werden vereinfachend die Nachweise für Biegeknicken und Biegedrillknicken getrennt geführt. In der Regel wird der Nachweis des Biegeknickens in der Tragwerksebene durch eine Berechnung des ebenen Tragwerks nach Theorie II. Ordnung als Spannungsnachweis unter den Bemessungslasten und unter Ansatz von Vorverformungen geführt.
Der Biegedrillknicknachweis wird an einem aus dem Gesamtsystem herausgelösten Einzelstab mit definierten Randbedingungen und Lasten nach dem Verfahren elastisch-elastisch geführt.
In RF-/FE-BGDK wird der maßgebende Versagensmechanismus über den kritischen Lastfaktor gesucht, der je nach Modell und Belastung Biegeknicken, Drillknicken, Biegedrillknicken oder eine Kombination aus allen Versagensarten beschreibt. Anschließend erfolgt eine Rückrechnung auf die erforderlichen Rechengrößen.
In den Detaileinstellungen kann definiert werden, ob der kritische Lastfaktor nur infolge Stabilitätsverlust berechnet (mit der Annahme, dass das Material unendlich elastisch ist) oder ob die Grenzspannung berücksichtigt werden soll.
Bei Bedarf lässt sich die Größe der finiten Elemente anpassen. Auch der Teilsicherheitsbeiwert γM kann geändert werden. In RF-/FE-BGDK sind die Iterationsangaben zur Berechnung der gängigsten Systeme sinnvoll voreingestellt, können jedoch individuell angepasst werden.
Umfangreiche und komfortable Optionen in den Eingabemasken erleichtern die Abbildung des statischen Systems:
Knotenlager
Die Lagerungsart jedes Knotens kann explizit bearbeitet werden.
Eine Wölbversteifung lässt sich an jedem Knoten definieren. Die resultierende Wölbfeder wird automatisch über die Eingabeparameter ermittelt.
Elastische Stabbettung
Liegt eine elastische Stabbettung vor, können die Federkonstanten manuell eingegeben werden.
Alternativ werden die vielfältigen Möglichkeiten zur Definition der Dreh- und Wegfeder aus einem Schubfeld genutzt.
Stabendfedern
RF-/FE-BGDK berechnet die Federkonstanten automatisch. Über Dialoge mit Detailbildern lassen die Kennwerte einer Wegfeder durch ein anschließendes Bauteil, einer Drehfeder durch eine anschließende Stütze oder einer Wölbversteifung (Typauswahl zwischen Stirnplatte, U-Profil, Winkel, angeschlossene Stütze, Trägerüberstend) vom Programm ermitteln.
Stabendgelenke
Wurden in RFEM/RSTAB noch keine Stabendgelenke für den Stabsatz definiert, kann man diese explizit für RF-/FE-BGDK festlegen.
Lastangaben
Die Knoten- und Stablasten für die ausgewählten Lastfälle und Lastkombinationen werden in separaten Masken verwaltet. Dort können sie einzeln bearbeitet, gelöscht oder ergänzt werden.
Imperfektionen
Die Imperfektionen werden automatisch von RF-/FE-BGDK durch eine Skalierung der niedrigsten Eigenform angesetzt.
In RF-/BGDK wird der Nachweis im Regelfall nach dem Ersatzstabverfahren gemäß DIN 18800 Teil 2 geführt. In einem separaten Dialog können jedoch umfangreiche Detaileinstellungen für die Bemessung getroffen werden:
Bemessung nach Vogel/Heil
Optional kann im Programm das Verfahren nach Vogel/Heil angewandt werden um
die erforderliche Schubsteifigkeit Serf
die Biegedrillknicklast Nki
das Biegedrillknickmoment Mki
zu ermitteln.
Dieses Plastisch-Plastisch Berechnungsverfahren ist nur für Gabellagerung mit einfacher Biegung bei gleichzeitiger Lasteinleitung am Obergurt gültig. Weitere Voraussetzungen, die unbedingt einzuhalten sind finden Sie im Handbuch des Programms. Bei nicht zulässigen Bedingungen wie beispielsweise Doppelbiegung gibt RF-/BGDK eine entsprechende Fehlermeldung aus. Zusätzlich kann der Abminderungsfaktor κM für die Biegemomente My auf der sicheren Seite liegend zu 1.0 gesetzt werden, falls eine gebundene Drehachse vorliegt.
Nicht bemessenbare Schnittgrößen
Es lassen sich nicht bemessenbare Schnittgrößen vernachlässigen und so vom Nachweis ausklammern, wenn der Quotient von Schnittgröße zu vollplastischer Schnittgröße einen bestimmten Wert unterschreitet. Damit kann beispielsweise ein geringes Moment um die schwache Achse vernachlässigt und so das Verfahren für zweiachsige Biegung umgangen werden.
Darf-Regelung nach DIN 18800 Teil 2, Element (320) und Element (323)
Automatische Ermittlung von ζ
Soll die Ermittlung des Beiwerts zur Bestimmung des idealen Biegedrillknickmoments MKi automatisch erfolgen, kann hier eine der folgenden Arten ausgewählt werden:
Numerisches Lösen des elastischen Potentials
Abgleich der Momentenverläufe
Australische Norm AS 4100-1990
US-Norm AISC LRFD
Beim Abgleich der Momentenverläufe besteht die Möglichkeit, die Bibliothek mit über 600 tabellierten Momentenverläufen zu nutzen.
Die Detailangaben für den Biegedrillknicknachweis werden getrennt für Stäbe und Stabsätze festgelegt. Dabei können folgende Parameter eingestellt werden:
Lagerungsart / Biegedrillknicklast
Zur Auswahl stehen Gabellagerung, Gabellagerung-Eingespannt oder Kragträger
Sonderlagerungen sind über die Angabe des Einspanngrades βz und Wölbeinspanngrades β0 möglich. Der Wölbeinspanngrad kann speziell in dieser Sektion ebenfalls durch Angabe von Geometrieabmaßen eine elastische Wölblagerung einer Stirnplatte, eines U-Profils, eines Winkels, eines Stützenanschlußes und eines Trägerüberstandes berücksichtigen.
Alternativ besteht auch die Möglichkeit der direkten Eingabe der Biegedrillknicklast NKi oder der Knicklänge sKi
Schubfeld
Ein Schubfeld kann aus Trapezprofil, Verband oder einer Kombination daraus definiert werden
Alternativ kann die Schubfeldsteifigkeit Svorh auch direkt eingegeben werden
Drehbettung
Wahl zwischen kontinuierlicher und nichtkontinuierlicher Drehbettung
Lastangriffspunkt
Die z-Koordinate des Lastangriffspunktes kann frei in einer detaillierten Querschnittsgrafik ausgewählt werden. (Obergurt, Untergurt, Schwerpunkt)
Alternativ kann die Angabe auch über Picken oder manuelle Feldeingabe erfolgen.
Trägerart
Für Standardprofile stehen Gewalzter Träger, Geschweißter Träger, Wabenträger, ausgeklinkter Träger oder Voutenträger (Steg oder Flansch geschweißt) zur Verfügung
Für Sonderprofile besteht die Möglichkeit, direkt den Trägerbeiwert n, den reduzierten Trägerbeiwert n oder den Abminderungsfaktor κM einzugeben
Nach erfolgreicher Berechnung der Stuktur in RFEM/RSTAB wechselt der Anwender in das Zusatzmodul RF-/BGDK. Dort wird mindestens ein Bemessungsfall angelegt, in dem die zu bemessenden Stäbe und Stabzüge sowie die für diese Bemessung notwendigen Lastfälle, Last- bzw. Ergebniskombinationen definiert werden.
Die Stäbe und Stabzüge lassen sich mit den in RFEM/RSTAB gewohnten grafischen Hilfsmitteln einfach auspicken. Die in RFEM/RSTAB verwendeten Materialien und Querschnitte sind bereits zur Bemessung voreingestellt. Sie können jedoch beliebig modifiziert und ergänzt werden. Bei der Material- und Querschnittsdefinition stehen umfangreiche Bibliotheken zur Verfügung.
Nach der Berechnung werden die Verformungen, Schnittgrößen, Lagerkräfte und Spannungen ausgegeben. Da die Wölbkrafttorsion berücksichtigt wird, sind auch die Verläufe des Wölbbimoments sowie des primären und sekundären Torsionsmoments verfügbar. Für Stabilitätsnachweise wird mit Imperfektionen gerechnet und der kritische Lastfaktor bestimmt, der zur Ermittlung von Mki und Nki benutzt werden kann.
Neben den tabellarischen Ergebniswerten wird die zugehörige Querschnittsgrafik angezeigt. In RFEM/RSTAB sind die diversen Ergebnisse im Stabmodell durch verschiedene Farben gekennzeichnet. Die Farb- und Wertezuweisungen sind modifizierbar.
Über die Darstellung der Ergebnisverläufe im Stabsatz ist eine gezielte Auswertung gewährleistet. Jeder Zwischenwert kann abgegriffen werden. Alle Tabellen können nach MS Excel oder in eine CSV-Datei exportiert werden. Ein Dialog regelt die notwendigen Exportangaben.
Nach der Bemessung werden die Ergebnisse nach Querschnitten, Stäben, Stabsätzen oder x-Stellen geordnet in verschiedenen Masken ausgegeben. Es wird dabei stets mit den tabellarischen Ergebniswerten die zugehörige Querschnittsgrafik angezeigt. In RFEM/RSTAB werden diese im Strukturmodell durch verschiedene Farben gekennzeichnet. Kritische oder überdimensionierte Bauteile sind so auf einen Blick erkennbar. Die Farb- und Wertezuweisungen sind modifizierbar.
Über die Darstellung der Ergebnisverläufe im Stab oder Stabsatz ist die gezielte Auswertung gewährleistet. Jeder Zwischenwert kann abgegriffen werden.
Die bei der Bemessung ermittelten Massen werden sowohl stab- als auch stabsatzweise in Form von Stücklisten ausgegeben.
Weiter können sämtliche Tabellen problemlos nach MS Excel oder in eine CSV-Datei exportiert werden. Ein Übergabemenü regelt hier alle notwendigen Exportangaben.
In einem separaten Dialog können umfangreiche Detaileinstellungen für die Bemessung getroffen werden:
Bemessungsmethode nach DIN 18800
Nachweismethode 1 nach El. (321)
Nachweismethode 2 nach El. (322)
Nachweisverfahren
Elastisch-Plastisch nach DIN 18800
Elastisch-Elastisch nach einer Veröffentlichung von Kretschmar, J./ Osterrieder, P./ Beirow, B.
Grenzbeanspruchung allgemeiner Profile
Allgemeine Profile – dazu zählen alle Querschnitte, die nicht den einfach- oder doppelsymmetrischen I-, Kasten- oder Rohrprofilen zugeordnet werden können – können auch nach dem Ersatzstabverfahren gegen Biegeknicken nachgewiesen werden. Dabei werden jedoch die plastischen Querschnittswerte ohne Interaktionsbeziehungen bestimmt. Die zulässigen Anwendungsgrenzen für diese Betrachtung sind jeweils vom Verhältnis von vorhandener Schnittgröße zu vollplastischer Schnittgröße abhängig. In den fünf Eingabefeldern besteht die Möglichkeit einer benutzerdefinierten Steuerung.
Überprüfung von grenz (c/t)
In diesem Abschnitt kann die Überprüfung der (c/t)-Verhältnisse aktiviert oder deaktiviert werden.
Behandlung der Ergebniskombinationen
Bei Bemessung einer Ergebniskombination ergibt sich aufgrund der Ergebnisüberlagerung an jeder Stabstelle eine Ergebnisschar, was eine eindeutige Ermittlung der Momentenbeiwerte unmöglich macht. In diesem Abschnitt kann daher für eine Ergebniskombinationsbemessung ein globaler Momentenbeiwert frei vorgegeben werden. Die vordefinierten Werte liegen unabhängig von der Bemessungsmethode auf der sicheren Seite.
Nach Eingabe des Modells in RFEM/RSTAB wird das Zusatzmodul RF-/FE-BGDK aufgerufen. Dort sind in einem Bemessungsfall die zu untersuchenden Stabzüge und Lastfälle oder Lastkombinationen festzulegen.
Die Stabzüge lassen sich auch grafisch auswählen. Die in RFEM/RSTAB verwendeten Materialien und Querschnitte sind voreingestellt, können jedoch bei Bedarf angepasst werden. Hierzu stehen umfangreiche Bibliotheken zur Verfügung.
In RF-/KAPPA wird mindestens ein Bemessungsfall angelegt, in dem die zu bemessenden Stäbe und Stabzüge sowie die für diese Bemessung notwendigen Lastfälle, Last- bzw. Ergebniskombinationen definiert werden. Die Stäbe und Stabzüge lassen sich mit den in RFEM/RSTAB gewohnten grafischen Hilfsmitteln einfach auspicken. Die in RFEM/RSTAB verwendeten Materialien und Querschnitte sind bereits zur Bemessung voreingestellt. Sie können jedoch beliebig modifiziert oder ergänzt werden. In den Masken zur Material- und Querschnittsdefinition stehen umfangreiche Bibliotheken zur Verfügung.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit zur automatischen Querschnittsoptimierung. Dabei wird bei der Berechnung in RF-/KAPPA untersucht, welches Profil aus der vorgegebenen Querschnittsreihe den Nachweis 'optimal' erfüllt. Nach dem Optimierungsprozess können diese Profile automatisch an RFEM/RSTAB zur Neuberechnung der Schnittgrößen übergeben werden.
In weiteren Eingabemasken erfolgen die Detailangaben für den Biegeknicknachweis. Standardmäßig ist die Stablänge als Knicklänge voreingestellt. Knicklängen bzw. kritische Lasten lassen sich aber auch aufgrund verschiedener Lagerungsbedingungen automatisch errechnen. Die Eingabe der Knicklänge kann über die tatsächliche Knicklänge aber auch über den Beta-Wert oder direkt über NKi erfolgen. Eine Übernahme einer in RF-STABIL/RSKNICK berechneten Knicklänge ist ebenfalls möglich.
Die Ergebnistabellen sind nach Querschnitten, Stäben, Stabsätzen und x-Stellen geordnet. In RFEM/RSTAB werden die Nachweiskriterien am Modell visualisiert, sodass gefährdete Bauteile sofort erkennbar sind. Es stehen alle Tools für eine gezielte grafische Auswertung zur Verfügung, wie z. B. Zoom- und Ausschnittfunktion, Panel und Druckoptionen.
Wird der Nachweis nicht erbracht, kann der Querschnitt optimiert werden: RF-/C-ZU-T ermittelt das Profil aus der gleichen Reihe, das den Nachweis mit einer möglichst hohen Ausnutzung erfüllt. Optimierte Profile lassen sich zur Neuberechnung der Schnittgrößen nach RFEM/RSTAB exportieren. Alle Tabellen können nach MS Excel übergeben werden.
Nach der Bemessung werden die Ergebnisse nach Querschnitten, Stäben, Stabsätzen oder x-Stellen geordnet in Ergebnismasken ausgegeben. Es wird dabei stets neben den tabellarischen Ergebniswerten die zugehörige Querschnittsgrafik mit den Nachweiswerten angezeigt. In RFEM/RSTAB werden die Nachweiswerte im Strukturmodell durch verschiedene Farben gekennzeichnet. Kritische oder überdimensionierte Bauteile sind so auf einen Blick erkennbar. Die Farb- und Wertezuweisungen sind modifizierbar.
Über die Darstellung der Ergebnisverläufe am Stab oder Stabsatz ist die gezielte Auswertung gewährleistet. Jeder Zwischenwert kann abgegriffen werden.
Die bei der Bemessung ermittelten Massen werden sowohl stabweise als auch stabsätzweise in Form von Stücklisten ausgegeben.
Weiter können sämtliche Tabellen problemlos nach MS Excel oder in eine CSV-Datei exportiert werden. Ein Übergabemenü regelt hier alle notwendigen Exportangaben.
Automatische Ermittlung des Schnittgrößenverlaufs und Einordnung nach DIN 18800 Teil 2
Importmöglichkeit der Knicklängen vom Modul RF-STABIL/RSKNICK. Dabei ist eine komfortable grafische Auswahl der relevanten Knickfigur möglich
Optimierung der Querschnitte
Wahlweise Berechnung nach beiden vorgesehenen Nachweismethoden der DIN 18800 Teil 2
Automatische Ermittlung der ungünstigsten Bemessungsstelle auch für gevoutete Stäbe
Überprüfung der (c/t)-Grenzwerte nach DIN 18800 Teil 1
Nachweis beliebiger dünnwandiger RFEM-/RSTAB - bzw. DUENQ-Profile auf Druck und Biegung ohne Interaktion nach dem Verfahren Elastisch-Plastisch
Nachweis für I-förmige Walz- und Schweißprofile, I-ähnliche Profile, Kastenquerschnitte und Rohre auf Biegung und Druck mit Iteration nach dem Verfahren Elastisch-Plastisch
Klar gegliederte, nachvollziehbare Nachweise mit allen Zwischenwerten in Kurz- und Langfassung
Stückliste der Stäbe und Stabzüge
Möglichkeit zum direkten Export aller Ergebnisse nach MS-Excel
Alle RFEM/RSTAB-Daten sind anwendungsgerecht voreingestellt. Die Eingabe beschränkt sich daher darauf, die relevanten Stäbe, Stabsätze und Einwirkungen festzulegen. Die Objekte lassen sich auch grafisch im RFEM/RSTAB-Modell wählen.
Die voreingestellten Materialien und Querschnitte können jederzeit geändert werden. Hierbei erleichtern die aus RFEM/RSTAB bekannten Bibliotheken die Anpassung.
Volle Integration in RFEM/RSTAB mit Übernahme der relevanten Schnittgrößen
Nachweise für die Verfahren Elastisch-Elastisch und Elastisch-Plastisch
Grafische Auswahl der zu bemessenden Stäbe und Stabsätze
Analyse für mehrere Last- und Bemessungsfälle
Nachweis auf Basis der in der Profilbibliothek integrierten Beulfeldkennwerte für ein- und beidseitig gelagerte Querschnittsteile
Optionale Erfassung der Schubspannungen nach Kommentar zu El. (745)
Möglichkeit, bei geschweißten Profilen die Schweißnahtdicke im Nachweis zu berücksichtigen, die sich als Verkürzung der Querschnittsteilbreite auswirkt
Querschnittsoptimierung mit Exportmöglichkeit der geänderten Profile