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Wenn Ihnen experimentell ermittelte Flächendrücke für ein Modell zur Verfügung stehen, können diese in RFEM 6 auf ein Tragwerksmodell angesetzt, von RWIND 2 verarbeitet und als Windlasten für die statische Analyse in RFEM 6 verwendet werden.
Wie Sie die experimentell ermittelten Werte ansetzen, erfahren Sie in diesem Fachbeitrag.
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.
In RSECTION erfolgt beim "Nachweis der plastischen Tragfähigkeit | Simplex-Methode" neben der Variation der Normalspannungen die gleichzeitige Variation der Schubspannungen über die Querschnittsfläche. Mit dieser erweiterten Analyseform können Sie vor allem für schubbelastete Querschnitte Umverteilungsreserven nutzen und somit die Querschnitte noch effizienter belasten.
Im Add-On Stahlanschlüsse können Sie mit Hilfe der Komponente "Hilfsvolumen" präzise Schnitte an Platten und Bauteilen ausführen. Innerhalb dieser Komponente lassen sich die Formen Kasten, Zylinder oder ein beliebiger Querschnitt als Hilfsobjekt verwenden.
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.
Das Hilfsobjekt "Gebäuderaster" unterstützt Sie bei der Konstruktion Ihres Tragwerks. Es überzeugt durch eine intuitive Rasterkoordinateneingabe und Rasterlinienbeschriftung.
Das Raster können Sie durch Vorgabe eines gestaffelten Koordinatencodes schnell im Raum platzieren und beschriften. Eine Rasterlinienendmodifikation erlaubt Ihnen die Optimierung des Erscheinungsbilds. Zudem erleichtert Ihnen eine Vorschau die Definition des Gebäuderasters.
Mit dem Lastassistenten "Lagerreaktionen übernehmen" können Sie in RFEM 6 und RSTAB 9 einfach Reaktionskräfte aus anderen Modellen übernehmen. Der Assistent bietet Ihnen die Möglichkeit, mit wenigen Schritten alle bzw. mehrere Knoten- und Linienlasten verschiedener Modelle miteinander zu verknüpfen.
Die Lastübernahme aus Lastfällen und Lastkombinationen kann automatisch oder manuell erfolgen. Die Modelle müssen dabei im gleichen Dlubal-Center-Projekt gespeichert sein.
Der Lastassistent "Lagerreaktionen übernehmen" unterstützt das Konzept der Positionsstatik und bietet Ihnen die Möglichkeit, die einzelnen Positionen digital miteinander zu koppeln.
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.
Erstellen Sie Hilfslinien mit oder ohne Bezeichnung für die Darstellung eines Gebäuderasters! Die Hilfslinienposition können Sie dabei sperren, z. B. um sie nicht versehentlich zu verschieben.
Zudem können Sie die Hilfslinien an Knoten kleben, um mit dem Verschieben der Hilfslinien auch die angeklebten Knoten zu verschieben. Das erleichtert Ihnen das Arbeiten ungemein!
Berücksichtigung von nichtlinearem Bauteilverhalten durch plastische Normgelenke für Stahl (FEMA 356) und nichtlinearem Materialverhalten (Mauerwerk, Stahl – bilinear, benutzerdefinierte Arbeitskurven)
Direkter Import von Massen aus Lastfällen oder -kombinationen für den Ansatz von konstanten vertikalen Lasten
Benutzerdefinierte Vorgaben zur Berücksichtigung der horizontalen Lasten möglich (auf Eigenform normiert oder gleichmäßig über die Höhe auf die Massen verteilt)
Ermittlung der Kapazitätskurve mit wählbarem Grenzkriterium der Berechnung (Einsturz oder Grenzverformung)
Transformation der Kapazitätskurve in das Kapazitätsspektrum (ADRS-Format, Einmassenschwinger)
Bilinearisierung des Kapazitätsspektrums gemäß EN 1998-1:2010 + A1:2013
Transformation des angesetzten Antwortspektrums in das Bedarfsspektrum (ADRS-Format)
Ermittlung der Zielverschiebung gemäß EC 8 (N2-Methode nach Fajfar 2000)
Grafische Gegenüberstellung von Kapazitätsspektrum und Bedarfsspektrum
Grafische Auswertung der Akzeptanzkriterien der vordefinierten plastischen Gelenke
Ausgabe der in der iterativen Berechnung der Zielverschiebung angesetzten Werte
Zugriff auf sämtliche Ergebnisse der statischen Analyse in den einzelnen Laststufen
Mit dieser Funktion haben Sie die Möglichkeit, Reaktionskräfte aus anderen Modellen als Knoten- und Linienlasten zu übernehmen.
Die Option überträgt die Reaktionsbelastung nicht nur als Aktion, sondern koppelt die Lagerlast des Ursprungsmodells mit der Belastungsgröße des Zielobjekts digital. Nachträgliche Änderungen in dem Ursprungsmodell werden automatisch in das Zielmodell übernommen.
Diese Technologie unterstützt das Konzept der Positionsstatik und gibt Ihnen die Möglichkeit, die einzelnen Positionen des gleichen Dlubal-Center-Projektes miteinander zu verknüpfen.
Möchten Sie Knotenlasten bzw. Lastkomponenten, die in einem Punkt angreifen, nebeneinander anzeigen lassen? Dann verwenden Sie die Option "Verschobene Anzeige". Damit können Sie Versätze in x-, y- und z-Richtung sowie Größe und Abstand definieren.
Sie arbeiten mit plattenartigen Bauteilen? In diesem Fall müssen Sie an Stellen mit konzentrierter Lasteinleitung den Querkraftnachweis mit den Regeln des Durchstanznachweises z. B. nach 6.4, EN 1992-1-1 führen. Neben Deckenplatten können Sie auch Fundamentplatten auf diese Weise nachweisen.
Die Bemessungsparameter für Durchstanzen hinsichtlich der selektierten Knoten können Sie in der Tragfähigkeitskonfiguration für die Betonbemessung festlegen.
Die Handbuchkapitel sind logisch verknüpft. Das Programm öffnet nach Drücken der Taste [F1] im entsprechenden Dialog das jeweils zugehörige Kapitel im Online-Handbuch.
Für Volumenkörper besteht, neben der 'Netzverdichtung' und der 'Spezifischen Richtung' die Option 'Raster für Ergebnisse' zu aktivieren, bei welchem sich die Rasterpunkte im Volumenraum organisieren lassen. Dabei kann u.a der Schwerpunkt als Ursprung festgelegt werden. Ebenfalls besteht die Option die Sichtbarkeit des Rasters für numerische Ergebnisse im 'Navigator - Anzeige' unter Basisobjekte anzeigen zu lassen.
Neben den statischen Lasten sollen auch andere Lasten als Massen berücksichtigt werden? Das Programm ermöglicht es Ihnen für Knoten-, Stab-, Linien- und Flächenlasten. Zunächst müssen Sie dafür bei der Definition der betreffenden Last die Lastart Masse auswählen. Definieren Sie für solche Lasten eine Masse oder Massenanteile in X-, Y- und Z-Richtung. Bei Knotenmassen haben Sie außerdem die Möglichkeit, auch Trägheitsmomente X, Y und Z anzugeben, um komplexere Massenpunkte zu modellieren.
Sie sehen es bereits im Bild: Auch Imperfektionen können Sie bei der Definition eines Modalanalyse-Lastfalls berücksichtigen. Die Imperfektionstypen, welche Sie in der Modalanalyse anwenden können, sind fiktive Lasten aus Lastfall, Anfangsschwingung mittels Tabelle, statische Verformung, Knicklängenbeiwert, dynamische Eigenform und Gruppe der Imperfektionsfälle.
Um Massen für die Modalanalyse zu definieren, stehen Ihnen mehrere Möglichkeiten offen. Während Massen aus Eigengewicht automatisch berücksichtigt werden, können Lasten und Massen direkt im Lastfall mit der Modalanalyse berücksichtigt werden. Sie benötigen mehr Möglichkeiten? Wählen Sie aus, ob Gesamtlasten als Massen und Lastanteile in die globale Z-Richtung oder nur die Lastanteile in Richtung der Schwerkraft berücksichtigt werden sollen.
Das Programm bietet Ihnen eine zusätzliche oder alternative Möglichkeit der Massenübernahme: Die manuelle Definition von Lastkombinationen, ab denen Massen in der Modalanalyse berücksichtigt werden. Sie haben eine Bemessungsnorm ausgewählt? Anschließend können Sie eine Bemessungssituation mit dem Kombinationstyp Erdbeben Masse anlegen. Dadurch berechnet das Programm automatisch eine Massensituation für die Modalanalyse nach der gewünschten Bemessungsnorm. Mit anderen Worten: Das Programm erzeugt auf Grundlage der voreingestellten Kombinationsbeiwerte für die gewählte Norm eine Lastkombination. Diese enthält die Massen, welche letztendlich für die Modalanalyse verwendet werden.
Manuelle Anpassung der wesentlichen Beiwerte für die Ermittlung der Stahltemperatur möglich
Berücksichtigung der Feuerverzinkung von Bauteilen bei der Stahltemperaturermittlung
Ausgabe des Temperatur-Zeit-Diagramms für Gas- und Stahltemperatur
Brandschutzverkleidung als Kontur oder Kastenverkleidung mit temperaturunabhängigen Materialien kann bei der Temperaturermittlung berücksichtigt werden
Bemessung von Stäben aus Kohlenstoffstahl oder nichtrostendem Stahl
Querschnittsnachweise und Stabilitätsnachweise (Ersatzstabverfahren) nach EN 1993-1-2, Abschnitt 4.2.3
Nachweise von Querschnitten der Klasse 4 nach EN 1993-1-2, Anhang E
Sie können sich die vorhandenen Spannungen und Dehnungen des Betonquerschnitts sowie der Bewehrung als 3D-Spannungsbild oder 2D-Grafik anzeigen lassen. Je nachdem, welche Ergebnisse im Ergebnisbaum der Bemessungsdetails Sie selektieren, werden Ihnen die Spannungen bzw. Dehnungen in der definierten Längsbewehrung unter den Lasteinwirkungen oder den Grenzschnittgrößen dargestellt.
Die Frage 'Wie viel kannst du tragen?' beantwortet Stahlbeton normalerweise schlicht mit 'Ja'. Trotzdem benötigen Sie für die grafische Ausgabe der Grenztragfähigkeit von Stahlbetonquerschnitten ein dreidimensionales Moment-Moment-Normalkraft-Interaktionsdiagramm. Die Dlubal-Statiksoftware bietet Ihnen genau das.
Durch die zusätzliche Darstellung der Lasteinwirkung können Sie die Unter- bzw. Überschreitung des Grenzwiderstandes eines Stahlbetonquerschnittes sehr einfach erkennen bzw. visualisieren. Aufgrund der vorhandenen Steuerung der Diagrammeigenschaften lässt sich das Erscheinungsbild des My-Mz-N-Diagrammes individuell für Ihre Bedürfnisse anpassen.
Eine weitere hilfreiche neue Funktion des Lastassistenten ist die Ermittlung der Stablasten aus Flächenlasten mit der Vorgabe von Flächen (über Eckknoten) und Zellen in einer Definition.
Damit Ihre Arbeit weiterhin effizient und schnell von der Hand geht, wurden dem Lastassistenten neue Funktionen hinzugefügt. Dazu gehören das Sperren von neuen Stäben, das Glätten von auftretenden Punktlasten und das Berücksichtigen von Exzentrizitäten sowie der Querschnittsverteilung.
Bei RWIND Basic kommt ein numerisches CFD-Modell (Computational Fluid Dynamics) zum Einsatz, um mithilfe eines digitalen Windkanals Windströme um Ihre Objekte zu simulieren. Der Simulationsprozess ermittelt aus dem Strömungsergebnis um das Modell die spezifischen Windlasten, welche auf Ihre modellierten Strukturoberflächen einwirken.
Für die Simulation selbst ist ein 3D-Volumennetz verantwortlich. RWIND Basic führt dafür eine automatische Vernetzung auf Basis von frei definierbaren Steuerparametern durch. Für die Berechnung der Windströme stehen Ihnen in RWIND Basic ein stationärer und in RWIND Pro ein transienter Löser für inkompressible turbulente Strömungen zur Verfügung. Aus den Strömungsergebnissen werden je Zeitschritt resultierende Oberflächendrücke auf das Modell extrapoliert.
Mit dem Start der Analyse in der Anwendung von RFEM bzw. RSTAB stoßen Sie einen Stapelverarbeitungsprozess an. Dieser stellt sämtliche Stab-, Flächen- und Volumendefinitionen des Modells jeweils gedreht mit allen relevanten Beiwerten in den numerischen Windkanal von RWIND Basic. Zudem startet er die CFD-Analyse und gibt die resultierenden Oberflächendrücke für einen ausgewählten Zeitschritt als FE-Netzknotenlasten bzw. Stablasten in die jeweiligen Lastfälle von RFEM bzw. RSTAB wieder zurück.
Diese mit RWIND-Basic-Lasten versehenen Lastfälle sind berechenbar. Sie können sie außerdem mit anderen Lasten in Lastkombinationen und Ergebniskombinationen kombinieren.