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Im Add-On Geotechnische Analyse steht Ihnen das Materialmodell "Hoek-Brown" zur Verfügung. Das Modell zeigt linear-elastisches ideal-plastisches Materialverhalten. Sein nichtlineares Festigkeitskriterium ist das am häufigsten verwendete Versagenskriterium für Gestein und Fels.
Die Eingabe der Materialparameter kann über
die Gesteinsparameter direkt oder alternativ mittels
der GSI-Klassifizierung
erfolgen.
Weiterführende Informationen zu diesem Materialmodell und der Definition der Eingabe in RFEM finden Sie im entsprechenden Kapitel Hoek-Brown Model im Online-Handbuch für das Add-On Geotechnische Analyse.
Mithilfe des Stabtyps "Dämpfer" ist es möglich, einen Dämpfungskoeffizient, eine Federkonstante und eine Masse zu definieren. Dieser Stabtyp erweitert die Möglichkeiten innerhalb der Zeitverlaufsanalyse.
Hinsichtlich der Viskoelastizität ähnelt der Stabtyp „Dämpfer“ dem Kelvin-Voigt-Modell, das aus dem Dämpfungselement und einer elastischen Feder (beide parallel geschaltet) besteht.
Der Modale Relevanzfaktor (MRF) kann Ihnen dabei helfen, zu beurteilen, inwieweit Elemente an einer Eigenform beteiligt sind. Die Berechnung basiert auf der relativen elastischen Verformungsenergie jedes einzelnen Bauteils.
Mit dem MRF kann zwischen lokalen und globalen Eigenformen unterschieden werden. Wenn mehrere Stäbe einen signifikanten MRF (z. B. > 20 %) aufweisen, ist eine Instabilität der gesamten Konstruktion oder einer Teilkonstruktion sehr wahrscheinlich. Liegt hingegen die Summe aller MRFs für eine Eigenform bei etwa 100 %, ist mit einem lokalen Stabilitätsproblem (z. B. Knicken eines einzelnen Stabes) zu rechnen.
Darüber hinaus können mit dem MRF kritische Verzweigungslasten und äquivalente Knicklängen bestimmter Bauteile ermittelt werden (z. B. für die Stabilitätsbemessung). Eigenformen, für die ein bestimmter Stab kleine MRF-Werte aufweist (z. B. < 20 %), können in diesem Zusammenhang vernachlässigt werden.
Der MRF wird in den Ergebnisstabelle unter Stabilitätsanalyse --> Ergebnisse stabweise --> Knicklängen und Verzweigungslasten eigenformweise ausgegeben.
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.
Sie wollen das Verhalten des Bodenvolumens abbilden und analysieren? Um das zu gewährleisten, wurden in RFEM spezifische geeignete Materialmodelle implementiert. Das modifizierte Mohr-Coulomb-Modell mit linear-elastischer ideal-plastischer sowie ein nichtlinear elastisches Modell mit ödometrischer Spannungs-Dehnungs-Beziehung stehen Ihnen dafür zur Verfügung. Dabei ist das Grenzkriterium, welches den Übergang des elastischen Bereiches in den des plastischen Fließens beschreibt, bereits nach Mohr-Coulomb definiert.
Kennen Sie bereits das Materialmodell nach Tsai-Wu? Es vereint plastische und orthotrope Eigenschaften, wodurch spezielle Modellierungen von Werkstoffen mit anisotroper Charakteristik, wie faserverstärkter Kunststoff oder Holz, möglich sind.
Beim Plastizieren des Materials bleiben die Spannungen konstant. Es erfolgt eine Umlagerung in Abhängigkeit von den Steifigkeiten, die in die einzelnen Richtungen vorliegen. Der elastische Bereich entspricht dem Materialmodell Orthotrop | Linear elastisch (Volumenkörper). Für den plastischen Bereich gilt die Fließbedingung nach Tsai-Wu.
Sämtliche Festigkeiten werden positiv definiert. Die Fließbedingung können Sie sich in etwa als ellipsenförmige Fläche im sechsdimensionalen Spannungsraum vorstellen. Wird eine der drei Spannungskomponenten als konstanter Wert angesetzt, ist eine Projektion der Fläche auf einen dreidimensionalen Spannungsraum möglich.
Ist der Wert für fy(σ), nach Gleichung Tsai-Wu, ebener Spannungszustand kleiner als 1, so liegen die Spannungen im elastischen Bereich. Der plastische Bereich ist erreicht, sobald fy(σ) = 1. Werte größer als 1 sind unzulässig. Das Modell verhält sich ideal-plastisch, das heißt, es findet keine Versteifung statt.
Wussten Sie schon? Im Unterschied zu anderen Materialmodellen ist das Spannungs-Dehnungs-Diagramm für dieses Materialmodell nicht antimetrisch zum Ursprung. Sie können mit diesem Materialmodell beispielsweise das Verhalten von Stahlfaserbeton abbilden. Ausführliche Hinweise zum Modellieren von Stahlfaserbeton finden Sie im Fachbeitrag Materialeigenschaften von Stahlfaserbeton.
Bei diesem Materialmodell wird die isotrope Steifigkeit mit einem skalaren Schädigungsparameter abgemindert. Dieser Schädigungsparameter bestimmt sich aus dem Verlauf der Spannung, die im Diagramm festgelegt ist. Dabei wird nicht die Richtung der Hauptspannungen berücksichtigt, sondern die Schädigung erfolgt vielmehr in Richtung der Vergleichsdehnung, die auch die dritte Richtung senkrecht zur Ebene erfasst. Der Zug- und Druckbereich des Spannungstensors wird separat behandelt. Dabei gelten jeweils unterschiedliche Schädigungsparameter.
Die 'Referenzelementgröße' steuert, wie die Dehnung im Rissbereich auf die Länge des Elements skaliert wird. Mit dem voreingestellten Wert null erfolgt keine Skalierung. Damit wird das Materialverhalten des Stahlfaserbetons realitätsnah abgebildet.
Bemessung von Mauerwerks-Scheibenstrukturen auf Druck und Schub am Gebäudemodell oder Einzelmodell
Automatische Ermittlung der Steifigkeit des Wand-Deckengelenkes
Umfangreiche Materialdatenbank für nahezu alle, auf dem österreichischen Markt erhältlichen Stein-Mörtel-Kombinationen (Produktpalette wird kontinuierlich erweitert, auch für weitere Länder)
Automatische Ermittlung der Materialwerte gemäß Eurocode 6 (ÖN EN 1996-X)
Das Programm unterstützt Sie umfassend: Es ermittelt Schraubenkräfte anhand des FE-Analysemodells und wertet diese automatisch aus. Das Add-On führt die Nachweise der Schraubentragfähigkeit für Versagensfälle wie Zug, Abscheren, Lochleibung und Durchstanzen gemäß Norm durch und stellt alle benötigten Beiwerte übersichtlich dar.
Möchten Sie einen Schweißnahtnachweis führen? Die Schweißnähte werden als elastisch-plastische Flächenelemente modelliert, und deren Spannungen werden aus dem FE-Analysemodell ausgelesen. Die Plastizitätskriterien sind so eingestellt, dass sie Versagen gemäß AISC J2-4, J2-5 (Tragfähigkeit von Schweißnähten) und J2-2 (Festigkeit des Grundmetalls) darstellen. Der Nachweis kann mit den Teilsicherheitsbeiwerten des ausgewählten Nationalen Anhangs von EN 1993-1-8 erfolgen.
Der Nachweis der Bleche in der Verbindung wird plastisch durchgeführt, indem die vorhandene plastische Verzerrung mit der zulässigen plastischen Verzerrung verglichen wird. Die Standardeinstellung ist 5 % gemäß EN 1993-1-5, Anhang C, kann jedoch benutzerdefiniert angepasst werden, ebenso 5 % beim AISC 360.
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
Wussten Sie schon? Bei der Entlastung eines Bauteils mit einem plastischen Materialmodell bleibt, im Unterschied zum Materialmodell Isotrop | Nichtlinear elastisch, nach der vollständigen Entlastung eine Dehnung zurück.
Sie können jeweils drei verschiedene Definitionsarten wählen:
Standard (Definition einer Vergleichsspannung, bei der das Material plastifiziert)
Bilinear (Definition einer Vergleichsspannung und eines Verfestigungsmoduls)
Spannungs-Dehnungs-Diagramm:Definition von polygonförmigen Spannung-Dehnungs-Verläufen
Entlasten Sie ein Bauteil mit einem nichtlinear elastischen Material wieder, geht die Dehnung auf dem gleichen Pfad zurück. Bei der vollständigen Entlastung bleibt, im Unterschied zum Materialmodell Isotrop | Plastisch, keine Dehnung zurück.
Sie können jeweils drei verschiedene Definitionsarten wählen:
Standard (Definition einer Vergleichsspannung, bei der das Material plastifiziert)
Bilinear (Definition einer Vergleichsspannung und eines Verfestigungsmoduls)
Spannungs-Dehnungs-Diagramm:
Definition von polygonförmigen Spannung-Dehnungs-Verläufen
Auch eine Planung mit Stäben wird Ihnen in den Programmen durch spezifische Funktionen erleichtert. Sie können Stäbe exzentrisch anordnen, elastisch betten oder als starre Kopplungen definieren. Stabsätze erleichtern Ihnen die Lastanordnung auf mehreren Stäben. In RFEM sind auch Exzentrizitäten für Flächen möglich. Hier können Sie zudem Knoten- und Linienlasten in Flächenlasten umwandeln. Zerlegen Sie nach Bedarf Flächen in Teilflächen sowie Stäbe in Flächen.
Für die einfache Eingabe und Modellierung stehen Ihnen viele Möglichkeiten zur Verfügung. Ihre Eingabe erfolgt im 1D-, 2D- oder 3D-Modell. Stabtypen wie Balken-, Fachwerk- oder Zugstab erleichtern Ihnen die Definition von Stabeigenschaften. Zur Modellierung von Flächen können Sie in RFEM zum Beispiel die Typen Standard, Ohne Dicke, Starr, Membran und Lastverteilung wählen. Zudem stehen Ihnen in RFEM verschiedene Materialmodelle wie Isotrop | Linear elastisch, Orthotrop | Linear elastisch (Flächen, Volumenkörper) oder Isotrop | Holz | Linear elastisch (Stäbe) zur Verfügung.
In RFEM besteht die Option zur Kopplung von Flächen mit dem Steifigkeitstypen „Membran“ und „Membran-Orthotrop“ mit den Materialmodellen „Isotrop nichtlinear elastisch 2D/3D“ und „Isotrop plastisch 2D/3D“ (Zusatzmodul RF-MAT NL erforderlich).
Diese Funktionalität erlaubt die Simulation des nichtlinearen Dehnungsverhaltens von z. B. ETFE-Folien.
Der Stabtyp 'Dämpfer' kann für Zeitverlaufsanalysen in RFEM/RSTAB mit Hilfe der Zusatzmodule RF‑/DYNAM Pro - Erzwungene Schwingungen und RF‑/DYNAM Pro - Nichtlinearer Zeitverlauf verwendet werden. Dieses lineare viskose Dämpfungselement berücksichtigt von der Geschwindigkeit abhängige Kräfte.
In viskoelastischer Hinsicht gleicht der Stabtyp 'Dämpfer' dem Kelvin-Voigt-Modell, welches aus dem Dämpferelement und einer elastischen Feder (beides parallelgeschaltet) besteht.
Prüffähiges Ausdrucksprotokoll mit allen erforderlichen Nachweisen. Als Ausgabesprachen stehen viele Sprachen zur Verfügung u. a. Deutsch, Englisch, Französisch, Italienisch, Spanisch, Russisch, Tschechisch, Polnisch, Portugiesisch, Chinesisch, Niederländisch.
Direkter Import von stp-Dateien aus diversen CAD-Programmen
DUENQ berechnet alle relevanten Querschnittswerte einschließlich der plastischen Grenzschnittgrößen. Überlappungsbereiche werden realitätsgetreu erfasst. Bei Profilen, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, bestimmt DUENQ die ideellen Querschnittswerte mit Bezug auf ein Referenzmaterial.
Neben der Spannungsanalyse elastisch-elastisch ist ein plastischer Nachweis mit Interaktion der Schnittgrößen für beliebige Querschnittsformen möglich. Die plastischen Interaktionsnachweise erfolgen nach der Simplex-Methode. Die Fließhypothesen können nach Tresca und von Mises gewählt werden.
DUENQ führt nach EN 1993-1-1 und EN 1999-1-1 eine Klassifizierung des Querschnitts durch. Für Stahlquerschnitte werden bei Querschnitten der Klasse 4 effektive Breiten für unausgesteifte oder längs ausgesteifte Blechfelder gemäß EN 1993-1-1 und EN 1993-1-5 ermittelt. Für Aluminiumquerschnitte werden bei Querschnitten der Klasse 4 effektive Dicken gemäß EN 1999-1-1 berechnet.
Optional werden im Programm die Grenzwerte (c/t) nach den Verfahren el-el, el-pl oder pl-pl gemäß DIN 18800 überprüft. Die (c/t)-Felder gleichgerichteter Elemente werden dabei automatisch erkannt.
Für die Verformungsberechnung nach den, in den Normen festgelegten, Näherungsverfahren (z. B. Verformungsberechnung nach 7.4.3, EN 1992-1-1) werden sogenannte effektive Steifigkeiten in den Finiten Elementen entsprechend dem vorhandenen Grenzzustand gerissen / ungerissen berechnet. Mit diesen effektiven Steifigkeiten wird anschließend die Verformung der Fläche mittels einer nochmaligen FEM-Berechnung bestimmt.
Für die Berechnung der eff. Steifigkeiten der finiten Elemente wird der bewehrte Betonquerschnitt betrachtet. Anhand der ermittelten Schnittgrößen für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit aus RFEM wird der Stahlbetonquerschnitt in 'gerissen' oder 'ungerissen' eingestuft. Wird die Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen berücksichtigt, so erfolgt dies mittels eines Verteilungsbeiwertes (z. B. z nach Gleichung 7.19, EN 1992-1-1). Das Materialverhalten für den Beton wird dabei im Druck- und Zugbereich - bis zum Erreichen der Betonzugfestigkeit - als linear-elastisch angesetzt. Dies ist für den Zustand der Gebrauchstauglichkeit ausreichend genau.
Die Berücksichtigung von Kriechen und Schwinden erfolgt bei der Ermittlung der effektiven Steifigkeiten auf „Querschnittsebene“. Der Einfluss von Schwinden und Kriechen bei statisch unbestimmten Systemen wird bei diesem Näherungsverfahren nicht berücksichtigt (z. B. Zugkräfte aus Schwinddehnung bei allseitig eingespannten Systemen werden nicht ermittelt und müssen gesondert berücksichtigt werden). Zusammenfassend erfolgt die Verformungsberechnung mit RF-BETON Deflect in zwei Schritten:
Berechnung der effektiven Steifigkeiten des Stahlbetonquerschnittes unter linear-elastischen Annahmen
Berechnung der Verformung unter Verwendung der effektiven Steifigkeiten mit FEM
Folgende Materialmodelle stehen durch RF−MAT NL zur Verfügung:
Isotrop plastisch 1D/2D/3D und Isotrop nichtlinear elastisch 1D/2D/3D
Hier können drei verschiedene Definitionsarten gewählt werden:
Basis (Definition einer Vergleichsspannung, bei der das Material plastifiziert)
Bilinear (Definition einer Vergleichsspannung und eines Verfestigungsmoduls)
Diagramm:
Definition von polygonförmigen Spannung-Dehnungs-Verläufen
Option zum Abspeichern / Einlesen
Schnittstelle zu MS Excel
Orthotrop plastisch 2D/3D (Tsai-Wu 2D/3D)
In diesem Materialmodell lassen sich die Materialkennwerte (E-Modul, Schubmodul, Querdehnzahl) und -grenzfestigkeiten (Zug, Druck, Schub) in zwei beziehungsweise drei Achsen definieren.
Isotropes Mauerwerk 2D
Es ist möglich, Grenzugspannungen σx,grenz und σy,grenz sowie einen Verfestigungsfaktor CH festzulegen.
Orthotropes Mauerwerk 2D
Das Materialmodell Orthotropes Mauerwerk 2D ist ein elastoplastisches Modell, das zusätzlich eine Materialerweichung ermöglicht, die in lokaler x- und y-Richtung einer Fläche unterschiedlich sein kann. Das Materialmodell eignet sich für (unbewehrte) Mauerwerkswände mit Beanspruchungen in Scheibenebene.
Isotrope Beschädigung 2D/3D
Hier ist eine Definition von antimetrischen Spannungs-Dehnungs-Diagrammen möglich. Dabei wird der E-Modul in jedem Schritt des Spannungs-Dehnungs-Diagramms über Ei = (σi-σi-1) / (εi-εi-1) berechnet.
Vollständig in RFEM integrierte grafische und numerische Ausgabe der Spannungen und Ausnutzungen
Flexible Bemessung mit unterschiedlichen Schichtenanordnungen
Hohe Effektivität wegen des sehr geringen Umfangs an notwendigen Eingabedaten
Flexibilität durch detaillierte Einstellmöglichkeiten für Berechnungsgrundlagen und Berechnungsumfang
Auf Basis des gewählten Materialmodells und der beinhaltenden Schichten wird eine lokale Gesamtsteifigkeitsmatrix der Fläche in RFEM generiert. Folgende Materialmodelle stehen hierbei zur Verfügung:
Orthotrop
Isotrop
Benutzerdefiniert
Hybrid (hierbei sind auch Kombinationen der Materialmodelle möglich)
Speichermöglichkeit für häufig verwendete Schichtenaufbauten in einer Datenbank
Ermittlung von Grundspannungen, Schubspannungen und Vergleichsspannungen
Zusätzlich zu den Grundspannungen stehen auch die nach DIN EN 1995-1-1 geforderten Spannungen sowie die Interaktion dieser Spannungen als Ausgabe zur Verfügung.
Spannungsnachweis für nahezu beliebig geformte Strukturteile
Vergleichsspannungen nach verschiedenen Hypothesen:
Gestaltänderungsenergiehypothese (von Mises)
Schubspannungshypothese (Tresca)
Normalspannungshypothese (Rankine)
Hauptdehnungshypothese (Bach)
Berechnung der Querschubspannungen nach Mindlin, Kirchhoff oder mit freier Eingabe
Gebrauchstauglichkeitsnachweis durch Überprüfung der Flächenverschiebungen
Benutzerdefinierte Einstellung der Grenzdurchbiegungen
Optionale Berücksichtigung des Schichtenverbunds
Differenzierte Ausgabe der einzelnen Spannungskomponenten und -ausnutzungen in Tabellen und Grafik
Ausgabe der Spannungen für jede Schicht des Modells
Nach der Bemessung wird die erforderliche Bewehrung in Ausgabetabellen mit veranschaulichenden Grafiken und den Detailergebnissen aufgelistet. Sämtliche Zwischenwerte sind nachvollziehbar mit angegeben. Neben der Tabelle werden die aktuellen Spannungen und Dehnungen im Querschnitt grafisch veranschaulicht.
Die Bewehrungsvorschläge für Längs- und Bügelbewehrung werden mitsamt Skizze praxisgerecht dokumentiert. Dabei ist es möglich, die vorgeschlagene Bewehrung zu editieren und z.B. die Anzahl der Stäbe und die Verankerung anzupassen. Die Änderungen werden automatisch aktualisiert.
Der Betonquerschnitt mit Bewehrung lässt sich anschaulich im 3D-Rendering visualisieren. Man erhält auf diese Weise eine optimale Dokumentationsmöglichkeit für die Erstellung von Bewehrungsplänen einschließlich Stahlliste.
Die Nachweise der Rissbreitenbegrenzung werden mit der gewählten Bewehrung für die im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit maßgebenden Schnittgrößen geführt. Die Ausgabe umfasst Stahlspannungen, Mindestbewehrung, Grenzdurchmesser, maximale Bewehrungsabstände, Rissabstände sowie maximale Rissbreiten.
Als Ergebnis der nichtlinearen Berechnung erhält man Tragsicherheiten für den Querschnitt mit (linear-elastisch ermittelter) bzw. vorgegebener Bewehrung sowie die tatsächlichen Durchbiegungen des Bauteils unter Berücksichtigung der Steifigkeiten im gerissenen Zustand.
Bei der Schnittgrößenermittlung hat der Anwender die Wahlmöglichkeit zwischen Berechnungsmethode 1 (ungerissen über gesamte Trägerlänge) und Berechnungsmethode 2 (Rissbildung über Innenstützen).
In beiden Fällen kann eine konstante mitwirkende Breite des Betongurtes über die gesamte Stützweite nach ENV 1994-1-1, 4.2.2.1 (1) und eine Umlagerung der Momente berücksichtigt werden. Bei der Dübelbemessung ist ausschließlich eine elastische Berechnung der Schnittgrößen über den Berechnungskern von RSTAB möglich (keine Lizenz für RSTAB erforderlich!).
Während der Berechnung erfolgt eine vollautomatische Ermittlung der effektiven Querschnittswerte zu den jeweiligen Zeitpunkten unter Berücksichtigung des Kriechens und Schwindens. Die statischen Systeme werden als Stabwerk mit allen Randbedingungen und Lasten in der RSTAB-Oberfläche erzeugt. Somit wird eine zuverlässige Berechnung der Schnittgrößen auch mit den ideellen Querschnittswerten gewährleistet.
Stäbe können exzentrisch angeordnet, elastisch gebettet oder als starre Kopplungen definiert werden. Stabsätze erleichtern die Lastanordnung auf mehreren Stäben.
In RFEM sind auch Exzentrizitäten für Flächen möglich. Hier lassen sich zudem Knoten- und Linienlasten in Flächenlasten umwandeln. Flächen können in Teilflächen sowie Stäbe in Flächen zerlegt werden.
Mit RX-HOLZ Stütze lassen sich Pendelstützen (optional mit elastischer Kopf- oder Fußeinspannung) und Kragstützen (optional mit elastischer Fußeinspannung) bemessen.
Hierzu stehen runde oder viereckige Querschnittsformen zur Verfügung.
Die Ergebnisse werden in Tabellen ausgegeben. Die übersichtliche Struktur der Ergebnisse - sortiert nach den erforderlichen Nachweisen - ermöglicht eine leichte Orientierung und Überprüfung.
Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit:
Biege- und Quertragfähigkeit mit Interaktion
Teilweise Verdübelung duktiler und nicht duktiler Verbindungsmittel
Ermittlung der erforderlichen Verbundmittel und deren Verteilung
Berechnung der Längsschubbeanspruchung
Nachweis der Verdübelung und des Dübelumrisses
Ausgabe der maßgebenden Auflagerlasten für den Bau- und Endzustand einschließlich der Montagestützlasten
Biegedrillknicknachweis (bei Durchlaufträgern und Kragarmen)
Überprüfung der Querschnittsklassen und der plastischen und elastischen Querschnittswerte
Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit:
Durchbiegungsnachweis
Verformungen und Überhöhungen ermittelt mit den ideellen Querschnittswerten aus Kriechen und Schwinden
Schwingungsverhalten (Eigenfrequenzanalyse)
Rissbreitenbeschränkung
Bestimmung der Auflagerkräfte
Sämtliche Daten werden in einem übersichtlichen Ausdruckprotokoll mit vielen grafischen Gestaltungsmöglichkeiten dokumentiert. Bei Änderungen wird dieses automatisch aktualisiert. Das Programm VERBUND-TR ist ohne RSTAB-Lizenz alleinstehend lauffähig.
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.