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Im RFEM-Add-On Betonbemessung können Sie für Wände und Decken aus Stahlbeton die Brandbemessung nach dem vereinfachten Tabellenverfahren durchführen (EN 1992-1-2, Kapitel 5.4.2 und Tabelle 5.8 und 5.9).
Sie haben die Möglichkeit, für Flächen eine Bemessung für den Brandfall mit der Methode mit reduziertem Querschnitt durchzuführen. Die Abminderung erfolgt über die Flächendicke. Es können für sämtliche, zur Bemessung zugelassenen, Holz-Materialien die Nachweise geführt werden.
Für Brettsperrholz kann dabei, abhängig vom Klebstofftyp, gewählt werden, ob ein Abfallen einzelner verkohlender Schichtteile möglich ist und somit in bestimmten Schichtbereichen mit einem erhöhten Abbrand zu rechnen ist.
Im Add-On Betonbemessung haben Sie die Möglichkeit, den vereinfachten Brandschutznachweis nach EN 1992-1-2 für Stützen (Kapitel 5.3.2) und Balken (Kapitel 5.6) zu führen.
Für den vereinfachten Brandschutznachweis stehen Ihnen folgende Nachweise zur Verfügung:
Stützen : Mindestquerschnittsabmessungen für Rechteck- oder Kreisquerschnitte nach Tabelle 5.2a sowie die Gleichung 5.7 für die Berechnung der Branddauer
Balken : Mindestmaße und -achsabstände nach den Tabellen 5.5 und 5.6
Die Schnittgrößenermittlung für den Brandschutznachweis kann nach zwei Verfahren ermittelt werden.
1 Hier fließen die Schnittgrößen der außergewöhnlichen Bemessungssituation direkt in die Bemessung ein.
2 Hier werden mittels des Eta,fi (ηfi) Faktors die Schnittgrößen der Kaltbemessung abgemindert und werden dann in der Heißbemessung verwendet.
Weiterhin ist es möglich sich den Achsabstand nach Gl. 5.5 ermitteln zu lassen.
Im Add-On Stahlanschlüsse haben Sie die Möglichkeit, kreisförmige Hohlprofile mittels Schweißnähten anzuschließen.
Die runden Profile lassen sich untereinander verbinden oder an ebene Bauteile anschließen. Auch die Ausrundungen von genormten und dünnwandigen Profilen können mit einer Schweißnaht angeschlossen werden.
Mit dem Add-On Betonbemessung können Sie für Stäbe und Flächen den Ermüdungsnachweis nach EN 1992-1-1, Kapitel 6.8 führen.
Für den Ermüdungsnachweis sind in den Bemessungskonfigurationen zwei Verfahren bzw. Nachweisstufen optional wählbar:
Nachweisstufe 1: Vereinfachter Nachweis nach 6.8.6 und 6.8.7(2): Der vereinfachte Nachweis wird für die häufige Einwirkungskombination gemäß EN 1992-1-1, Kapitel 6.8.6 (2), und EN 1990, Gl. (6.15b), mit den im Gebrauchszustand relevanten Verkehrslasten geführt. Für den Bewehrungsstahl wird eine maximale Spannungsschwingbreite nach 6.8.6 nachwegwiesen. Die Betondruckspannung wird über die zulässige Ober- und Unterspannung nach 6.8.7(2) nachgewiesen.
Nachweisstufe 2: Nachweis der schädigungsäquivalenten Spannung nach 6.8.5 und 6.8.7(1) (vereinfachter Betriebsfestigkeitsnachweis): Der Nachweis über schadensäquivalente Schwingbreiten wird für die Ermüdungskombination gemäß EN 1992-1-1, Kapitel 6.8.3, Gl. (6.69), mit der speziell definierten zyklischen Einwirkung Qfat geführt.
Im Add-On Stahlanschüsse können Sie die Steifigkeiten der Anschlüsse klassifizieren.
Für die gewählten Schnittgrößen N, My und/oder Mz werden neben der Anfangssteifigkeit auch die Grenzwerte für gelenkige und starre Anschlüsse ausgegeben. Die sich daraus ergebene Klassifizierung wird anschließend mit "gelenkig", "nachgiebig" oder "starr" tabellarisch dargestellt.
Im Add-On "Stahlanschlüsse" haben Sie die Möglichkeit, in sämtlichen Komponenten die Vorspannung von Schrauben bei der Berechnung zu berücksichtigen. Die Vorspannung lässt sich einfach bei den Schraubenparametern mittels einer Checkbox aktivieren und hat Auswirkungen sowohl auf die Spannungs-Dehnungsberechnung als auch auf die Steifigkeitsanalyse.
Vorgespannte Schrauben sind spezielle Schrauben, die im Stahlbau verwendet werden, um eine hohe Klemmkraft zwischen den verbundenen Bauteilen zu erzeugen. Diese Klemmkraft bewirkt eine Reibung zwischen den Bauteilen, die die Übertragung von Kräften ermöglicht.
Funktionsweise Vorgespannte Schrauben werden mit einem bestimmten Drehmoment angezogen, wodurch sie sich dehnen und eine Zugkraft erzeugen. Diese Zugkraft wird auf die verbundenen Bauteile übertragen und führt zu einer hohen Klemmkraft. Die Klemmkraft verhindert ein Lösen der Verbindung und sorgt für eine sichere Kraftübertragung.
Vorteile
Hohe Tragfähigkeit: Vorgespannte Schrauben können hohe Kräfte übertragen.
Geringe Verformung: Sie minimieren die Verformung der Verbindung.
Ermüdungsfestigkeit: Sie sind widerstandsfähig gegen Ermüdung.
Einfache Montage: Sie sind relativ einfach zu montieren und demontieren.
Berechnung und Bemessung Die Berechnung von vorgespannten Schrauben erfolgt in RFEM mittels des durch das Add-On "Stahlanschlüsse" generierten Analyse-FE-Modells. Dabei werden Klemmkraft, Reibung zwischen den Bauteilen, Scherfestigkeit der Schrauben und Tragfähigkeit der Bauteile berücksichtigt. Die Bemessung erfolgt nach DIN EN 1993-1-8 (Eurocode 3) oder der US-Norm ANSI/AISC 360-16. Das erstellte Analysemodell inklusive Ergebnisse kann als eigenständiges RFEM-Modell gespeichert und verwendet werden.
Im Add-On Betonbemessung können Sie Bauteile aus faserverstärktem Beton nach der Richtlinie "DAfStb Stahlfaserbeton" bemessen.
Diese Option steht Ihnen für die Bemessung nach EN 1992-1-1 zur Verfügung. Der Nachweis nach der DAfStb-Richtlinie wird durchgeführt, sobald einem bewehrten Bauteil ein Beton des Typs "Faserbeton" zugewiesen wurde.
Im Register "Querkraftbewehrung" steht Ihnen die Option "Querkraftschenkel über freien Bewehrungsstäben mit aktiver Selektion in Grafik" zur Verfügung. Damit können Sie an freien Bewehrungsstäben der Längsbewehrung zusätzliche Querkraftschenkel anordnen.
Die Position der Querkraftschenkel lässt sich in der Info-Grafik aktivieren bzw. deaktivieren. Die Querkraftschenkel werden für die Nachweise der Tragfähigkeit und für die konstruktiven Nachweise angesetzt. Sie stehen Ihnen für die Bemessung nach EN 1992-1-1 zur Verfügung.
Die Anfangssteifigkeit Sj,ini ist ein entscheidender Parameter zur Beurteilung, ob eine Verbindung als starr, verformbar oder gelenkig charakterisiert werden kann.
Im Add-On "Stahlanschlüsse" können Sie die Anfangssteifigkeiten Sj,ini nach Eurocode (EN 1993-1-8 Abschnitt 5.2.2) und AISC (AISC 360-16 Cl. B3.4) ermitteln, bezogen auf die Schnittgrößen N, My und/oder Mz.
Die optionale automatische Übertragung der Anfangssteifigkeiten ermöglicht deren direkte Übermittlung als Stabend-Gelenksteifigkeiten in RFEM. Danach wird die Gesamtstruktur neu berechnet und die resultierenden Schnittgrößen werden automatisch als Lasten in die Berechnung und Bemessung der Verbindungsmodelle übernommen.
Dieser automatisierte Iterationsprozess eliminiert die Notwendigkeit eines manuellen Exports und Imports von Daten, was den Arbeitsaufwand reduziert und potenzielle Fehlerquellen minimiert.
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.
Im Add-On Stahlanschlüsse haben Sie die Möglichkeit, Verbindungen von Stäben mit zusammengesetzten Querschnitten zu bemessen. Zudem können Sie Anschlussbemessungen für nahezu alle dünnwandigen Querschnitte der RFEM-Bibliothek durchführen.
Im Add-On Stahlanschlüsse können Sie Verbindungen nach der amerikanischen Norm ANSI/AISC 360-16 bemessen. Folgende Nachweisverfahren sind für Sie integriert:
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.
In der Gebrauchstauglichkeitskonfiguration lassen sich verschiedene Bemessungsparameter der Querschnitte anpassen. Der angesetzte Querschnittszustand für den Verformungs- und Rissbreitennachweis kann hier gesteuert werden.
Dabei sind folgende Einstellungen aktivierbar:
Risszustand berechnet aus zugehöriger Last
Risszustand ermittelt als Umhüllende aus allen GZG-Bemessungssituationen
Große Auswahl an Querschnitten wie Rechteck-, Quadrat-, T-, Rundquerschnitten, zusammengesetzten, unregelmäßigen paramatrischen Querschnitten usw. (Eignung für Nachweisverfahren abhängig von gewählter Norm)
Bemessung von Brettsperrholz (BSP)
Bemessung von Holzwerkstoffen und Furnierschichtholz nach EC 5
Bemessung von gevouteten und gekrümmten 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
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 Ihre Bemessung erfolgreich war, folgt der entspannte Teil Ihrer Arbeit. Denn das Programm erledigt viele Prozesse von selbst. Beispielsweise werden Ihnen die geführten Nachweise tabellarisch ausgegeben. Dabei zeigt es Ihnen sämtliche Ergebnisdetails an. Dank der übersichtlich präsentierten Nachweisformeln können Sie diese ohne viel Rätselraten nachvollziehen. Einen Blackbox-Effekt gibt es hier nicht.
Die Nachweise werden an allen maßgebenden Stellen der Stäbe geführt und Ihnen grafisch als Ergebnisverlauf dargestellt. Zudem warten in der Ergebnisausgabe weitere Detailgrafiken, wie ein Spannungsverlauf am Querschnitt oder die maßgebende Eigenform, auf Sie.
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.
Verformungsberechnungen von ungerissenen / gerissenen Stahlbetonflächen (Zustand II) unter Ansatz der Näherungsverfahren aus den Bemessungsnormen (z. B. Verformungsberechnung nach 7.4.3 EN 1992-1-1)
Ansatz der Zugversteifung des Betons zwischen den Rissen (Tension Stiffening)
Optionale Berücksichtigung des Kriechens und Schwindens
In RFEM integrierte grafische Ausgabe der Ergebnisse, z. B. Ausnutzung des Grenzwertes bzw. Verformung oder Durchhang
Übersichtliche numerische Ergebnisausgabe im Detaildialog
Vollständige Integration der Ausgabe in das RFEM-Ausdruckprotokoll
Suchen Sie nach der Verformungsberechnung? Sehen Sie in den Konfigurationen zum Gebrauchstauglichkeitsnachweis nach, dort ist sie aktivierbar. Die Berücksichtigung von Langzeiteinflüssen (Kriechen und Schwinden) und der Zugversteifung zwischen den Rissen können Sie ebenfalls im o. g. Dialog steuern. Dabei berechnen sich Kriechzahl und Schwinddehnung anhand der definierten Eingabeparameter oder Sie können sie individuell definieren.
Des Weiteren können Sie den einzuhaltenden Grenzwert für die Verformung für jedes Bauteil individuell einstellen. Als zulässiger Grenzwert wird dabei die max. Verformung definiert. Dabei ist zusätzlich vorzugeben, ob Sie für den Nachweis das unverformte oder das verformte System heranziehen wollen.
In den Normen sind bereits Näherungsverfahren (z. B. Verformungsberechnung nach 7.4.3, EN 1992-1-1 oder ACI 318-19) festgelegt, die Sie für Ihre Verformungsberechnung benötigen. Dabei werden sogenannte effektive Steifigkeiten in den Finiten Elementen entsprechend dem vorhandenen Grenzzustand gerissen / ungerissen berechnet. Mit diesen effektiven Steifigkeiten bestimmen Sie anschließend die Verformungen durch eine nochmalige FEM-Berechnung.
Betrachten Sie für die Berechnung der effektiven Steifigkeiten der finiten Elemente den bewehrten Betonquerschnitt. Anhand der ermittelten Schnittgrößen für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit aus RFEM stufen Sie den Stahlbetonquerschnitt in „gerissen“ oder „ungerissen“ ein. Sie berücksichtigen dabei die Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen? In diesem Fall erfolgt dies mittels eines Verteilungsbeiwertes (z. B. nach Gleichung 7.19, EN 1992-1-1 oder ACI 318-19). Das Materialverhalten für den Beton setzen Sie im Druck- und Zugbereich – bis zum Erreichen der Betonzugfestigkeit – als linear-elastisch an. Für den Zustand der Gebrauchstauglichkeit ist dieses Vorgehen ausreichend genau.
Sie berücksichtigen das Kriechen und Schwinden direkt bei der Ermittlung der effektiven Steifigkeiten auf „Querschnittsebene“. Den Einfluss von Schwinden und Kriechen bei statisch unbestimmten Systemen müssen Sie bei diesem Näherungsverfahren nicht berücksichtigen (z. B. Zugkräfte aus Schwinddehnung bei allseitig eingespannten Systemen werden nicht ermittelt und müssen gesondert berücksichtigt werden). Zusammenfassend erfolgt die Verformungsberechnung in zwei Schritten:
Berechnung der effektiven Steifigkeiten des Stahlbetonquerschnittes unter linear-elastischen Annahmen
Berechnung der Verformung unter Verwendung der effektiven Steifigkeiten mit FEM
Sie haben die Bemessung erfolgreich durchgeführt? Nun werden die Ergebnisse der Verformungsberechnung in übersichtlichen Ausgabetabellen bzw. Detaildialog mit Infotext aufgelistet. Das Programm gibt Ihnen sämtliche Zwischenwerte nachvollziehbar aus. Dabei gestattet Ihnen die grafische Darstellung der Ausnutzung und der Verformung in RFEM einen schnellen Überblick über gefährdete Bereiche.
Dank der Ergebnisausgabe der Nachweise mit allen Zwischenergebnissen ist die Berechnung bis ins kleinste Detail nachvollziehbar. Über die vollständige Integration der Ausgabe in das RFEM-Ausdruckprotokoll stellen Sie sicher, dass Sie eine prüffähige statische Bemessung vor sich haben.
Dlubal-Software macht Ihnen viele Arbeitsschritte leichter, um Sie zu unterstützen. So sind für die erleichterte Dateneingabe die in RFEM/RSTAB definierten Flächen, Stäbe, Stabsätze, Materialien, Flächendicken und Profile voreingestellt. Sie können an vielen Stellen im Programm die [Pick]-Funktion zur grafischen Auswahl nutzen. Außerdem haben Sie Zugriff auf die globalen Material- und Querschnittsbibliotheken.
Flächen bzw. Stäbe können Sie in sogenannte 'Konfigurationen' mit jeweils unterschiedlichen Bemessungsparametern gruppieren. Auf diese Weise wird es Ihnen möglich, beispielsweise ohne viel Aufwand Bemessungsalternativen mit anderen Randbedingungen oder geänderten Querschnitten zu berechnen. Sie werden staunen, wie viel schneller alles mit RFEM/RSTAB funktioniert.
Die Bemessung ist abgeschlossen? Dann können Sie sich zurücklehnen. Die Ausnutzungen der einzelnen Nachweise (z.B. Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit oder der Einhaltung der konstruktiven Regeln) werden Ihnen vom Programm tabellarisch ausgegeben. Auch die erforderliche Bewehrung erhalten Sie in übersichtlichen Ausgabetabellen. Sämtliche Zwischenwerte gibt Ihnen das Programm nachvollziehbar mit an.
Sie können sich die Ergebnisse von Stäben als Ergebnisverläufe am jeweiligen Stab anzeigen lassen. Des Weiteren haben Sie die Möglichkeit, die eingelegte Bewehrung für Längs- und Bügelbewehrung mitsamt Skizze praxisgerecht zu dokumentieren.
Wählen Sie aus, ob Sie die Ergebnisse von Flächen als Isolinien, Isoflächen oder Zahlenwerte grafisch erhalten möchten. Zusätzlich zu den Nachweiskriterien können Sie sich die Längsbewehrung nach erforderlicher, vorhandener und nicht abgedeckter Bewehrung anzeigen lassen.