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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.
Mit Hilfe des Geschosstyps "Nur Lastübertragung" können Sie im Add-On Gebäudemodell Decken ohne Steifigkeitseffekt in und aus der Ebene berücksichtigen. Dieser Elementtyp sammelt die Lasten auf der Decke und gibt diese an die Stützelemente des 3D-Modells weiter. Somit haben Sie die Möglichkeit, Sekundärbauteile wie z. B. Gitterroste und ähnliche Lastverteilungselemente ohne weiteren Effekt im 3D-Modell simulieren.
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.
Sie wissen sicher bereits, dass Knoten-, Linien- und Flächenfreigaben der Definition von Übertragungsbedingungen zwischen Objekten dienen. Somit können Sie beispielsweise Stäbe, Flächen und Volumenköper von einer Linie freigeben. Außerdem ist es problemlos möglich, dass die Freigaben auch nichtlineare Eigenschaften wie 'Fest, falls n positiv', 'Fest, falls n negativ' usw. aufweisen.
Behalten Sie alle Flächen im Blick. Die Fläche mit dem Steifigkeitstyp 'Lastübertragung' hat keine statische Wirkung. Mit ihr können Sie Lasten aus Flächen berücksichtigen, die nicht mit modelliert wurden, zum Beispiel Fassadenkonstruktionen, Glasflächen, Dachtrapezprofile usw.
DUENQ enthält eine umfangreiche Bibliothek von Walzprofilen und parametrisierten Profilarten. Diese können zusammengesetzt oder mit neuen Elementen ergänzt werden. Der Aufbau eines Profils aus unterschiedlichen Materialien gelingt problemlos.
Grafische Tools und Funktionen erlauben die Modellierung komplexer Querschnittsformen in CAD-Arbeitsweise. Die grafische Eingabe unterstützt u. a. das Setzen von Punktelementen, Kehlnähten, Bögen, parametrisierten Rechteck- und Rohrquerschnitte, Ellipsen, elliptische Bögen, Parabeln, Hyperbeln, Splines und NURBS. Alternativ wird eine DXF-Datei eingelesen und als Basis für die weitere Modellierung genutzt. Auch können Hilfslinien für die Modellierung genutzt werden.
Des Weiteren ermöglicht eine parametrisierte Eingabe, Modell- und Belastungsdaten so einzugeben, dass sie von bestimmten Variablen abhängig sind.
Elemente können grafisch geteilt oder an ein anderes Objekt angefügt werden. DUENQ nimmt die Teilungen automatisch vor und stellt mit Nullelementen sicher, dass der Schubfluss nicht unterbrochen wird. Für Nullelemente kann eine spezifische Dicke zur Schubübertragung festgelegt werden.
Bei gelenkigen Stützenfüßen kann zwischen vier verschiedenen Fußplattenverbindungen gewählt werden:
Einfacher Stützenfuß
Konischer Stützenfuß
Stützenfuß für rechteckige Hohlprofile
Stützenfuß für Rohre
Bei den eingespannten Stützenfüßen stehen fünf verschiedene Ausführungsvarianten für I-Profile zur Verfügung:
Fußplatte ohne Steifen
Fußplatte mit Steifen in der Mitte der Flansche
Fußplatte mit Steifen an beiden Seiten der Stütze
Fußplatte mit U-Profil
Köcherfundament
Bei allen Verbindungen ist die Fußplatte umlaufend mit der Stahlstütze verschweißt. Bei Verbindungen mit Ankern sind diese im Fundament einbetoniert. Es stehen Anker M12 – M42 mit Stahlgüten 4.6 – 10.9 zur Auswahl. An der Ober- und Unterseite der Anker lassen sich runde oder eckige Bleche zur besseren Lastverteilung bzw. Verankerung vorsehen. Zudem kann gewählt werden, ob Gewindestangen oder Rundstäbe mit an den Enden aufgerolltem Gewinde verwendet werden.
Material und Dicke der Verpressfuge sowie Fundamentabmessungen und –material sind frei wählbar. Weiterhin ist wählbar, ob im Fundament Randbewehrung vorhanden ist. An der Unterseite der Fußplatte kann zur besseren Schubkraftübertragung ein Schubdübel (Knagge) angeordnet werden.
Die Einleitung der Schubkräfte erfolgt wahlweise durch die Knagge, die Anker oder Reibung. Die einzelnen Komponenten lassen sich auch kombinieren.