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 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.
Zum ErklärvideoIm 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.
Zum ErklärvideoIm 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.
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.
Erklärvideo: Berechnung der Anfangssteifigkeit Sj,iniIm 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.
Zum ErklärvideoIm Add-On Stahlanschlüsse können Sie Verbindungen nach der amerikanischen Norm ANSI/AISC 360-16 bemessen. Folgende Nachweisverfahren sind für Sie integriert:
- Load and Resistance Factor Design (LRFD)
- Allowable Stress Design (ASD)
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.
- 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
- Beliebige Definition der Abbranddauer
- Bei Flächentragwerken (Brettsperrholz) kann optional mit oder ohne Adhäsion der Schicht gerechnet werden
- Freie benutzerdefinierte Vorgabe der Brandparameter
- Berücksichtigung unterschiedlicher Knicklängen bei Brandbemessung
- Optionaler Nachweis 'Druck rechtwinklig zur Faserrichtung'
- In RFEM/RSTAB integrierte grafische Ausgabe der Ergebnisse, z. B. Ausnutzung
- Vollständige 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.
- 002089
- Allgemeines
- Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) für RFEM 6
- Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) für RSTAB 9
- 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
- 002090
- Allgemeines
- Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) für RFEM 6
- Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) für RSTAB 9
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.
- 002401
- Allgemeines
- Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) für RFEM 6
- Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) für RSTAB 9
- 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
Auch Windlasten stellen für Ihre Planung kein Problem dar. Auf folgende Bauteile können Sie automatisch Windlasten als Stablasten bzw. Flächenlasten (RFEM) generieren:
- Vertikale Wände
- Flachdächer
- Pultdächer
- Sattel-/Trogdächer
- Vertikale Wände mit Satteldach
- Vertikale Wände mit Flach-/Pultdach
Ihnen stehen folgende Normen zur Verfügung:
-
1991-1-4 (inkl. Nationale Anhänge)
-
ASCE 7
-
CTE DB-SE-AE
-
GB 50009
Müssen Ihre Strukturen auch Schneefällen standhalten? Mit dem Schneelast-Assistenten können Sie Schneelasten als Stablasten bzw. Flächenlasten generieren.
Es stehen Ihnen folgende Normen zur Verfügung:
-
1991-1-3 (inkl. Nationale Anhänge)
-
ASCE 7
-
NBC
-
SIA 261
-
CTE DB-SE-AE
-
GB 50009
-
IS 875
Durch die integrierte Modulerweiterung RF-/STAHL Wölbkrafttorsion kann in RF-/STAHL AISC die Bemessung nach Bemessungsanleitung 9 (Design Guide 9) durchgeführt werden.
Die Berechnung erfolgt mit 7 Freiheitsgraden nach Wölbtorsionstheorie und ermöglicht die realistische Stabilitätsbemessung inklusive Berücksichtung von Torsion.
Die Ermittlung des Biegedrillknickmomentes erfolgt in RF-/STAHL AISC durch einen Eigenwertlöser, welcher eine genaue Bestimmung der Verzweigungslast ermöglicht.
Der Eigenwertlöser wird durch ein Anzeigefenster der Eigenformgrafik vervollständigt, das zur Überprüfung der Randbedingungen dient.
In RF-/STAHL AISC lassen sich an frei wählbaren Stellen seitiche Zwischenlager berücksichtigen. Dabei ist beispielsweise möglich, lediglich den oberen Flansch zu stabilisieren.
Weiterhin können benutzerdefinierte seitliche Zwischenlager zugewiesen werden, z. B. einzelne Drehfedern und Wegfedern an beliebigen Stellen am Querschnitt.
In der ersten Ergebnistabelle erhält man den maximalen Ausnutzungsgrad mit dem zugehörigen Nachweis je bemessenem Lastfall (Lastkombination/Ergebniskombination).
In den weiteren Ergebnistabellen werden alle Detailergebnisse thematisch in erweiterbaren Baummenüs aufgeführt. Alle Zwischenergebnisse entlang der Stäbe können an jeder Stelle abgelesen werden. Dadurch kann genau nachvollzogen werden, wie das Modul die einzelnen Nachweise führt.
Die gesamten Moduldaten sind Teil des RFEM/RSTAB-Ausdruckprotokolls. Der Inhalt des Protokolls und die gewünschte Tiefe der Ausgabe für die einzelnen Nachweise lassen sich gezielt selektieren.
Zu Beginn entscheidet der Anwender, ob er nach der Nachweismethode ASD oder LRFD bemessen möchte. Weiter müssen die zu bemessenden Lastfälle, Last- oder Ergebniskombinationen eingegeben werden. Die Lastkombinationen nach ASCE 7 können entweder manuell oder automatisch in RFEM/RSTAB generiert werden.
In den nächsten Schritten können die Voreinstellungen für seitliche Zwischenlager, Knicklängen und andere normspezifische Bemessungsparameter, wie z.B. den Modifikationsfaktor Cb für das Biegedrillknicken oder dem Shear Lag Factor angepasst werden. Bei der Verwendung von Stabzügen können an jedem Zwischenknoten der Einzelstäbe individuelle Lagerbedingungen und Exzentrizitäten definiert werden. Ein spezielles FEM-Tool bestimmt programmintern dann die kritischen Lasten und Momente, die für den Stabilitätsnachweis für diese Situationen benötigt werden.
In Verbindung mit RFEM/RSTAB kann man auch die sogenannte Direct Analysis Method anwenden, welche den Einfluss einer allgemeinen Berechnung nach Theorie II. Ordnung berücksichtigt. Dabei braucht man nicht mit speziellen Vergrößerungsfaktoren arbeiten.
- Bemessung von Stäben und Stabzügen auf Zug, Druck, Biegung, Schub, kombinierten Schnittgrößen und Torsion
- Stabilitätsnachweise für Knicken und Biegedrillknicken
- Automatische Ermittlung der kritischen Knicklasten und des kritischen Biegedrillknickmomentes über ein spezielles integriertes FEM-Programm (Eigenwertermittlung) für allgemeine Belastung und Lagerungsbedingungen
- Alternative, analytische Berechnung des kritischen Biegedrillknickmomentes für Standardsituationen
- Möglichkeit einer diskreten seitlichen Stützung für Träger und Stabzüge
- Automatische Querschnittsklassifizierung (compact, noncompact und slender)
- Nachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (Durchbiegung)
- Querschnittsoptimierung
- 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, Doppelwinkel
- Klar gegliederte Ein- und Ausgabetabellen
- Umfassende Ergebnisdokumentation mit Verweisen auf verwendete Nachweisgleichungen aus der Norm
- Vielseitige Filter- und Sortieroptionen für Ergebnisse inklusive Auflistung stabweise, querschnittweise, x-stellenweise oder nach Lastfällen/Lastkombinationen/Ergebniskombinationen
- Ergebnistabelle für Stabschlankheiten und maßgebenden Schnittgrößen
- Stückliste mit Gewichts- und Volumenangaben
- Nahtlose Integration in RFEM/RSTAB
- Metrische und imperiale Einheiten
- Anwendbar für Stäbe, die als Stabsätze definiert wurden
- Eigenständiger Solver, der 7 Verformungsrichtungen (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) bzw. 8 Schnittgrößen (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) berücksichtigt
- Nichtlineare Bemessung nach Theorie II. Ordnung
- Eingabe von Imperfektionen
- Berechnung von kritischen Lastfaktoren, Knickeigenformen sowie deren Visualisierung (inkl. Verwölbung)
- Integriert in die Stabbemessung in den Zusatzmodulen RF-/STAHL EC3 und RF-/STAHL AISC
- Verfügbar für alle dünnwandigen Stahlquerschnitte
Da RF-/STAHL Wölbkrafttorsion voll in RF-/STAHL EC3 und RF-/STAHL AISC integriert ist, erfolgt die Eingabe gleichermaßen wie bei der üblichen Bemessung in diesen Modulen. In den Detaileinstellungen muss lediglich die Wölbkraftanalyse aktiviert werden (siehe Bild rechts). Die max. Anzahl der Iterationen kann hier ebenso definiert werden.
Die Torsions-Bemessung erfolgt in RF-/STAHL EC3 und RF-/STAHL AISC für Stabsätze. Für diese lassen sich Randbedingungen wie Knotenlager und Stabendgelenke definieren.
Ebenso können die Imperfektionen für die nichtlineare Berechnung festgelegt werden.
Die Ergebnisse der Wölbkrafttorsions-Bemessung werden in RF-/STAHL EC3 und RF-/STAHL AISC auf die übliche Art und Weise ausgegeben. In den entsprechenden Ausgabetabellen werden u. a. Verzweigungswerte, Schnittgrößen und der Gesamtnachweis dargestellt.
Die grafische Darstellung der Eigenform (inkl. Verwölbung) erlaubt eine realitätsnahe Beurteilung des Knickverhaltens.
Beim Nachweis der Querschnittstragfähigkeit werden Zug und Druck in Faserrichtung, Biegung, Biegung und Zug/Druck sowie Schub aus Querkraft analysiert.
Für den Nachweis knick- und kippgefährdeter Bauteile nach dem Ersatzstabverfahren werden planmäßiger mittiger Druck, Biegung mit und ohne Druckkraft sowie Biegung und Zug berücksichtigt. Es wird die Durchbiegung für Innenfelder und Kragträger ermittelt und der maximal erlaubten Durchbiegung gegenübergestellt.
Separate Bemessungsfälle gestatten eine flexible Analyse für ausgewählte Stäbe, Stabsätze und Einwirkungen sowie für die einzelnen Stabilitätsuntersuchungen.
Bemessungsrelevante Parameter wie z. B. Stabilitätsbemessung, Einwirkungsdauer im Brandfall, Stabschlankheiten, Grenzdurchbiegung können wie gewünscht angepasst werden.
Nach dem Aufruf des Moduls sind die zu bemessenden Stäbe/Stabsätze, Lastfälle, Last- oder Ergebniskombinationen für die Nachweise der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit festzulegen. Die Materialien aus RFEM/RSTAB sind voreingestellt, können in RF-/HOLZ CSA jedoch angepasst werden. In der Bibliothek sind die in der jeweiligen Norm gelisteten Materialkennwerte hinterlegt.
Bei der Überprüfung der Querschnitte kann entschieden werden, ob der in RFEM/RSTAB gewählte Querschnitt oder ein geänderter Querschnitt in der Bemessung berücksichtigt werden soll. Nach der Überprüfung der Querschnitte werden die Klassen der Lasteinwirkungsdauer, die Holzfeuchtebedingungen und der Holzschutz festgelegt.
Für den Verformungsnachweis sind die Bezugslängen der relevanten Stäbe und Stabsätze angegeben. Dabei kann die Richtung des Ausweichens, eine Überhöhung und der Trägertyp berücksichtigt werden.
Soll eine Bemessung im Brandfall stattfinden, können anschließend die Abbrandseiten stab- bzw. stabsatzweise festgelegt werden.
- Bemessung von Stäben und Stabzügen auf Zug, Druck, Biegung, Schub und kombinierten Schnittgrößen
- Stabilitätsnachweise für Biegedrillknicken und Knicken nach dem Ersatzstabverfahren oder nach Theorie II. Ordnung
- Gebrauchstauglichkeitsnachweis in Form einer Durchbiegungsbegrenzung
- Freie Einstellung der Abbranddauer und Abbrandraten sowie freie Wahl der Abbrandseiten bei der Bemessung im Brandfall
- Bemessung von gevouteten und gekrümmten Trägern aus Brettschichtholz
- Kanadische Materialbibliothek und Querschnittsbibliothek
- Benutzerdefinierte Eingabe von Rechteckquerschnitten und Kreisquerschnitten
- Automatische Querschnittsoptimierung
- Optionale Übernahme der Knicklängen aus dem Modul RF-STABIL/RSKNICK
- Umfassende Ergebnisdokumentation mit Verweisen auf verwendete Nachweisgleichungen aus der Norm
- Vielseitige Filter- und Sortieroptionen für Ergebnisse
- Berücksichtigung der Holzfeuchtebedingungen
- Visualisierung der Auslastung am RSTAB/RFEM-Modell
- Datenexport zu MS Excel
- Einheiten metrisch und imperial
Nach der Bemessung werden die Ergebnisse in übersichtlichen Tabellen ausgegeben. Alle Zwischenwerte (z. B. Maßgebende Schnittgrößen, Anpassungsfaktoren…) lassen sich abgreifen, wodurch die Nachweise transparent werden. Die Ergebnisse werden nach Lastfällen, Querschnitten, Stabsätzen und Stäben geordnet ausgewiesen. Wird der Nachweis nicht erbracht, können die betroffenen Querschnitte einen Optimierungsprozess durchlaufen.
Der Ausnutzungsgrad wird im RFEM/RSTAB-Modell verschiedenfarbig dargestellt. Dadurch lassen sich kritische oder überdimensionierte Bereiche auf einen Blick erkennen. Die gezielte Auswertung wird auch über die Darstellung der Ergebnisverläufe am Stab oder Stabsatz gewährleistet.
Neben den tabellarischen Ein- und Ausgabedaten einschließlich Bemessungsdetails können sämtliche Grafiken in das Ausdruckprotokoll eingebunden werden. Damit ist die nachvollziehbare und anschauliche Dokumentation gewährleistet. Der Inhalt des Protokolls und die gewünschte Tiefe der Ausgabe für die einzelnen Nachweise lassen sich gezielt selektieren.