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  1. Stabilitätsnachweis inkl. Wölbkrafttorsion in RF-/STAHL AISC

    Wölbkrafttorsionsanalyse in RF-/STAHL AISC

    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.

  2. Grafische Darstellung der Eigenform in RF-/STAHL AISC

    Eigenwertlöser für die Stabbemessung in RF-/STAHL AISC

    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.

  3. Definition von seitlichen Zwischenlagern in RF-/STAHL AISC

    Berücksichtigung seitlicher Zwischenlager in RF-/STAHL AISC

    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.

  4. Normen für Ersatzimperfektionen

    Eingabe

    Das Modul wertet die Vorformung eines Lastfalls, die Eigenformen einer Stabilitätsberechnung oder einer dynamischen Berechnung aus. Aufgrund dieser Ausgangsverformung kann entweder das Modell vorverformt werden oder es kann ein Lastfall mit Ersatzimperfektionen für Stäbe erzeugt werden.

    Für Tragwerke mit Flächen- und Volumenelementen (nur RFEM) sowie mit Stäben eignet sich besonders das vorverformte Ersatzmodell. Der Anwender braucht nur noch den Maximalwert vorgeben, auf den die Verformung skaliert werden soll. Alle FE-Knoten bzw. Modellknoten werden dann affin zur Ausgangsverformung skaliert.

    Ersatzimperfektionen eignen sich für Stabwerke. In einer zusätzlichen Maske sind die Schiefstellungen und Vorkrümmungen von Stäben und Stabsätzen zu definieren. Sie können entweder automatisch nach Normen erzeugt oder manuell definiert werden. Folgende Normen stehen zur Auswahl:

    • European Union EN 1992:2004
    • European Union EN 1993:2005
    • Germany DIN 18800:1990-11
    • Germany DIN 1045-1:2001-07
    • Germany DIN 1052:2004-08

    Es wird immer nur die Imperfektion angesetzt, die sich entsprechend der Ausgangsverformung am jeweiligen Stab ergibt. Außerdem können die Abminderungsfaktoren berücksichtigt werden. Somit ist ein wirtschaftlicher Ansatz der Imperfektion möglich.

  5. Leistungsmerkmale

    • Erzeugung eines vorverformtes FE-Netzes in RFEM
    • Generierung von Ersatzimperfektionen für Stäbe als Ersatzbelastungen unter
      • Berücksichtigung der Reduktionsfaktoren αu und αm (Eurocode)
      • Berücksichtigung der Stichmaße der Vorkrümmungen nach Knickspannungslinien
    • Verformen des Modells durch Verschieben der Knoten
    • Generierung der Imperfektionen affin zu den
    • Ersatzimperfektionen auf Stäbe und Stabsätze (z. B. Stützen, die aus mehreren Stäben bestehen)
    • Visualisierung der generierten Imperfektionsformen
  6. Maske 1.1 Basisangaben

    RSKNICK | Leistungsmerkmale

    • Automatische Übernahme der Strukturdaten und Randbedingungen aus RSTAB
    • Optionale Berücksichtigung der Zugkraftentlastung
    • Übernahme der Normalkräfte aus RSTAB-Lastfällen oder benutzerdefinierte Stabnormalkraftvorgaben
    • Stabweise Ausgabe der Knicklängen sK um die schwache und starke Achse mit zugehörigen Knicklängenbeiwerten β
    • Stabweise Auflistung der normierten Knickfiguren
    • Knickfallbezogene Ausgabe des Verzweigungslastfaktors für das Gesamtsystem
    • Grafik und animierte Visualisierung der Knickfiguren auch am gerenderten Modell
    • Ausweisung druckkraftfreier Stäbe
    • Übernahmeoption der Knicklängen in andere RSTAB-Bemessungsmodule für normgebundene Ersatzstabnachweise
    • Übergabemöglichkeit der Knickfigurgeometrie in Imperfektionsgenerierer RSIMP zur Erzeugung von RSTAB-Imperfektionen
    • Direkter Datenexport zu MS Excel
  7. Grafische Auswertung der Eigenwerte

    RF-STABIL | Ergebnisse

    Als erste Ergebnisse werden die kritischen Lastfaktoren präsentiert. Damit ist eine Beurteilung der Stabilitätsgefährdung möglich. Bei Modellen mit Stäben werden die Knicklängen und kritischen Lasten der Stäbe tabellarisch ausgegeben.

    In weiteren Ergebnismasken können die normierten Eigenformen knoten-, stab- und flächenweise überprüft werden. Die grafische Ausgabe der Eigenwerte ermöglicht eine Beurteilung des Knick- bzw. Beulverhaltens. Sie erleichtert es, Gegenmaßnahmen vorzusehen.

  8. Eingabemaske

    RF-STABIL | Eingabe

    Zunächst ist ein Lastfall oder eine Lastkombination auszuwählen, deren Normalkräfte für die Stabilitätsberechnung verwendet werden. Es kann ein weiterer Lastfall festgelegt werden, um z. B. eine Anfangsvorspannung zu berücksichtigen.

    Es ist anzugeben, ob eine lineare oder eine nichtlineare Analyse erfolgen soll. Je nach Anwendungsfall kann eine direkte Berechnungsmethode wie z. B. nach Lanczos oder aber die ICG-Iterationsmethode ausgewählt werden. Stäbe, die nicht in Flächen integriert sind, werden in der Regel als Stabelemente mit zwei FE-Knoten abgebildet. Mit solchen Elementen kann das lokale Knicken des Einzelstabes nicht erfasst werden. Deshalb besteht die Möglichkeit, Stäbe automatisch teilen zu lassen.

  9. Globale Berechnungsparameter

    RF-STABIL | Berechnung

    Für die Eigenwertermittlung stehen mehrere Methoden zur Auswahl:
    • Direkte Methoden
      Die direkten Methoden (Lanczos, Wurzeln des charakteristischen Polynoms, Unterraum-Iterationsmethode) sind für kleine bis mittlere Modelle geeignet. Diese schnellen Methoden für Gleichungslöser profitieren von viel Arbeitsspeicher (RAM) im Computer. Auf 64Bit-Systemen wird mehr Speicher genutzt, sodass sich auch größere Systeme schnell berechnen lassen.
    • ICG-Iterationsmethode (Incomplete Conjugate Gradient)
      Diese Methode benötigt nur wenig Arbeitsspeicher. Die Eigenwerte werden nacheinander ermittelt. Sie kann eingesetzt werden, um sehr große Systeme mit wenigen Eigenwerten zu berechnen.

    Mit RF-STABIL kann auch eine nichtlineare Stabilitätsanalyse durchgeführt werden. Sie liefert auch bei nichtlinearen Systemen wirklichkeitsnahe Ergebnisse. Der kritische Lastfaktor wird ermittelt, indem die Lasten des zugrunde liegenden Lastfalls schrittweise bis zur Instabilität gesteigert werden. Bei der Laststeigerung werden Nichtlinearitäten wie z. B. ausfallende Stäbe, Lager und Bettungen sowie Materialnichtlinearitäten berücksichtigt.

  10. Ersatzimperfektion in einer Lastkombination

    Benutzung von Ersatzimperfektionen

    Bei dieser Art der Generierung wird ein ganz normaler Lastfall angelegt, der die Ersatzimperfektionen enthält. Dieser Lastfall kann noch manuell verändert werden. 

    In den Lastkombinationen lässt sich dieser Lastfall dann mit den "normalen" Lastfällen kombinieren.

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