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Der Stabtyp "Feder" dient der Simulation von linearen und nichtlinearen Federeigenschaften über ein lineares Objekt. Diese Eingabefunktion hilft Ihnen dabei, Steifigkeitsvorgaben in der Einheit Kraft/Weg im Modell umzusetzen.
Mittels der Nichtlinearität "Reibung" im Linienfreigabetyp können Sie Haftreibungseffekte zwischen zwei Tragkomponenten entlang einer Linie simulieren.
Hier wird die Schweißnahtbemessung zum Kinderspiel. Mit dem eigens dafür entwickelten Materialmodell "Orthotrop | Plastisch | Schweißnaht (Flächen)" können Sie sämtliche Spannungskomponenten plastisch berechnen. Auch die Spannung τsenkrecht wird dabei plastisch berücksichtigt.
Die Verwendung dieses Materialmodells ermöglicht Ihnen eine realistische und wirtschaftliche Bemessung von Schweißnähten.
Für die Ermittlung der Abschertragfähigkeit der Schrauben können Sie im Add-On Stahlanschlüsse festlegen, ob der Schaft oder das Gewinde in der Scherfuge liegt.
Das Register 'Bemessungsarten' in den Stabeigenschaften ermöglicht Ihnen optional die reale Darstellung von Elementgeometrie. Dank dieser Funktion erhalten Sie eine übersichtliche Darstellung von
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.
Nutzen Sie die Funktion Knoten bearbeiten, um den Knotentyp dank einer automatischen Angabe mit sämtlichen notwendigen Nebeneigenschaften anzupassen. Ebenso haben Sie die Option, den Knoten auf eine Linie oder auf einen Stab zu übertragen oder ihn zwischen zwei Knoten sowie zwei Punkten zu platzieren.
Wussten Sie, dass Sie Flächen in Stäbe extrudieren können? Dabei legt das Programm auf die durch die Extrusion erzeugten Linien eine gewünschte Stabeigenschaft. Ein paar Klicks später sind Sie bereits beim gewünschten Ergebnis.
Das Extrudieren von Flächen in eine Hülle ist ebenso problemlos möglich. Legen Sie zwischen den Umrandungslinien der Fläche und den kopierten Linien gewünschte Flächeneigenschaften. Den Rest übernimmt das Programm für Sie.
Wussten Sie schon? Sie können Strukturmodifikationen komfortabel in Lastfällen des Typs Modalanalyse definieren. Dadurch wird es Ihnen möglich, beispielsweise die Steifigkeiten von Materialien, Querschnitten, Stäben, Flächen, Gelenken und Lagern individuell anzupassen. Für einige Bemessungs-Add-Ons können Sie außerdem Steifigkeiten modifizieren. Sobald Sie mit Ihrer Auswahl fertig sind, werden die Steifigkeitseigenschaften der Objekte an den Objekttyp angepasst. So können diese in separaten Registern definiert werden.
Sie wollen das Versagen eines Objekts (zum Beispiel einer Stütze) in der Modalanalyse untersuchen? Auch das ist problemlos möglich. Wechseln Sie ganz einfach zum Fenster Strukturmodifikation, in dem Sie die betreffenden Objekte deaktivieren.
Dank RFEM können Sie die speziellen Eigenschaften der Verbindung zwischen Stahlbetondecke und Mauerwerkswand über ein spezielles Liniengelenk abbilden. Dieses begrenzt die übertragbaren Kräfte der Verbindung in Abhängigkeit der vorgegebenen Geometrie. Sie ahnen es vermutlich schon: Dadurch kann keine Überlastung des Materials erfolgen.
Das Programm entwickelt für Sie Interaktionsdiagramme, die automatisch angewendet werden. Diese bilden die verschiedenen geometrischen Situationen ab und Sie können daraus korrekte Steifigkeit ermitteln.
Hier haben Sie die freie Wahl. Sie können den Auflagerpressungsnachweis an beliebigen Punkten für eine Belastung in y- und z-Richtung des Querschnitts führen. Dabei steht es Ihnen offen, zwischen inneren und äußeren Lagern zu unterscheiden. Den Faktor kc,90 für Druck rechtwinklig zur Faser können Sie benutzerdefiniert einstellen (z.B. 1,75 für Leimholz). Falls zulässig, wird die Auflagerlänge entsprechend der Normvorgaben automatisch vergrößert. Hiermit erreichen Sie eine wirtschaftlichere Bemessung ohne viel Aufwand.
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.
Die zeitabhängigen Betoneigenschaften, wie Kriechen und Schwinden, sind sehr wichtig für Ihre Berechnungen. Im Statikprogramm können Sie diese direkt für das Material definieren. Im Eingabedialog stellt das Programm Ihnen den zeitlichen Verlauf der Kriech- bzw. Schwindfunktion grafisch dar. Dabei können Sie die gewünschte Modifikation das angesetzten Betonalters, z. B. aufgrund einer Temperaturbehandlung, einfach auswählen.
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.
Behalten Sie bei Ihren Bemessungen den Überblick. Über den Materialtyp eines Materials werden die bemessungsrelevanten Eigenschaften eindeutig festgelegt.
Gestalten Sie Ihre Arbeit einfacher. Der Flächenkontakt dient zur Beschreibung einer Kontakteigenschaft zwischen zwei oder mehreren Flächen, die im Abstand zu einander stehen. Es ist für Sie nicht mehr erforderlich, ein Kontaktvolumen zwischen den Flächen zu erzeugen.
Erleichtern Sie Ihre Arbeit mit Stäben. Bei Stäben und Stabsätzen mit identischen Eigenschaften können Sie für die Modellorganisation, Bemessung und Dokumentation Repräsentanten definieren. Die Ergebnisse dieser Repräsentanten können problemlos in den Ergebnistabellen dargestellt werden.
Im Vergleich zu den Zusatzmodulen RF-STABIL (RFEM 5) und RSKNICK (RSTAB 8) sind im Add-On Strukturstabilität für RFEM 6 / RSTAB 9 folgende neuen Features hinzugekommen:
Aktivierung als Eigenschaft eines Lastfalls oder einer Lastkombination
Automatisierte Aktivierung der Stabilitätsberechnung über Kombinationsassistenten für mehrere Lastsituationen in einem Schritt
Inkrementelle Laststeigerung mit benutzerdefinierten Abbruchkriterien
Veränderung der Eigenformnormierung ohne Neuberechnung
Ihnen stehen für den Optimierungsprozess zwei Methoden zur Verfügung, mit denen Sie optimale Parameterwerte nach einem Gewichts- oder Verformungskriterium finden können.
Die effizienteste Methode mit der niedrigsten Berechnungszeit ist die naturnahe Partikelschwarmoptimierung (PSO). Haben Sie bereits davon gehört oder gelesen? Diese künstliche-Intelligenz-Technologie (KI) weist eine starke Analogie zum Verhalten von Tierschwärmen auf, die auf der Suche nach einem Rastplatz sind. In solchen Schwärmen finden Sie zahleiche Individuen (vgl. Optimierungslösung – z. B. Gewicht), die gerne in einer Gruppe bleiben und der Gruppenbewegung folgen. Nehmen wir an, dass jedes einzelne Schwarmmitglied das Rastbedürfnis auf einem optimalen Rastplatz (vgl. beste Lösung – z. B. niedrigstes Gewicht) hat. Dieses Bedürfnis steigt mit Annäherung zum Rastplatz an. Somit wird das Schwarmverhalten auch durch die Eigenschaften des Raums (vgl. Ergebnisdiagramm) beeinflusst.
Wieso der Ausflug in die Biologie? Ganz einfach – der PSO-Prozess in RFEM bzw. RSTAB geht ähnlich vor. Der Berechnungslauf beginnt mit einem Optimierungsergebnis aus einer zufälligen Belegung der zu optimierenden Parameter. Dabei ermittelt dieser immer wieder neue Optimierungsergebnisse mit variierten Parameterwerten, die auf der Erfahrung der bereits vorher getätigten Modellmutationen basieren. Dieser Prozess läuft so lange ab, bis die vorgegebene Anzahl von möglichen Modell-Mutationen erreicht ist.
Alternativ zu dieser Methode steht Ihnen im Programm noch eine Stapelverarbeitungsmethode zur Verfügung. Diese Methode versucht, sämtliche möglichen Modell-Mutationen durch eine zufällige Vorgabe der Werte für die Optimierungsparameter bis zum Erreichen einer vorgegebenen Anzahl von möglichen Modell-Mutationen zu prüfen.
Beide Varianten kontrollieren nach der Berechnung einer Modellmutation auch die jeweils aktivierten Bemessungsergebnisse der Add-Ons. Des Weiteren speichern sie die Variante bei einer Auslastung < 1 mit zugehörigem Optimierungsergebnis und Wertebelegung der Optimierungsparameter ab.
Die geschätzten Gesamtkosten und -emissionen können Sie aus den jeweiligen Summen der einzelnen Materialien ermitteln. Dabei setzen sich die Summen der Materialien aus den gewichtsbasierten, volumenbasierten und flächenbasierten Teilsummen der Stab-, Flächen- und Volumenelemente zusammen.
Das Programm nimmt Ihnen viel Arbeit ab. Die zu bemessenden Stäbe werden bspw. direkt aus RFEM/RSTAB übernommen.
Ohne großen Aufwand können Sie die konstruktiven Eigenschaften der Stütze sowie die Vorgaben zur Ermittlung der erforderlichen Längs- und Querkraftbewehrung definieren. Dabei ist es Ihnen möglich, den Knicklängenbeiwert ß manuell zu definieren oder aus dem Add-On Strukturstabilität zu importieren.
Einfache Definition von Bauzuständen in der RFEM-Struktur mit Visualisierung
Hinzufügen, Entfernen, Modifizieren und Reaktivieren von Stab-, Flächen- und Volumenelementen und deren Eigenschaften (z. B. Stab- und Liniengelenke, Freiheitsgrade für Lager usw.)
Automatische und manuelle Kombinatorik mit Lastkombinationen in den einzelnen Bauzuständen (z. B. zur Berücksichtigung von Montagelasten, Montagekranen etc.)
Berücksichtigung nichtlinearer Effekte wie Zugstabausfall oder nichtlinearen Lagern
Die Eingabe der Bodenschichtungen erfolgt für Bodenproben in einem übersichtlichen Dialog. Eine zugehörige grafische Darstellung unterstützt die Anschaulichkeit und gestaltet das Überprüfen der Eingabe benutzerfreundlich.
Der Anwender wird von einer erweiterbaren Datenbank für die Bodenmaterialeigenschaften unterstützt. Es stehen für die realistische Modellierung des Bodenmaterialverhaltens das Mohr-Coulomb-Modell sowie ein nichtlineares Modell mit spannungs- und dehnungsabhängiger Steifigkeit zur Verfügung.
Es können beliebig viele Bodenproben und -schichtungen definiert werden. Aus der Gesamtheit der eingegebenen Proben wird der Boden mittels 3D-Volumenkörper generiert. Die Zuordnung zum Bauwerk erfolgt durch Koordinaten.
Die Berechnung des Bodenkörpers erfolgt nach einem nichtlinearen iterativen Verfahren. Die errechneten Spannungen und Setzungen werden grafisch und tabellarisch ausgegeben.
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.
Den verschiedenen Objekten der Struktur können unterschiedliche Farben zugeordnet werden, um die Rendering-Darstellung der Konstruktion noch übersichtlicher zu gestalten.
Dabei wird unterschieden zwischen den verschiedenen Objekteigenschaften von Knoten, Linien, Stäben, Stabsätzen, Flächen und Volumenkörpern. Zudem kann das Modell im fotorealistischen Rendering dargestellt werden.
Verlassen Sie sich auch in windigen Angelegenheiten ganz auf die Programme von Dlubal. Für die Modellierung der Körper in RWIND 2 steht Ihnen in RFEM und RSTAB eine spezielle Schnittstellenanwendung zur Verfügung. Dort werden die zu analysierenden Windrichtungen für Ihr Projekte über bezogene Winkelstellungen um die vertikale Modellachse definiert. Zusätzlich wird das höhenabhängige Wind- und Turbulenzintensitätsprofil auf Basis einer Windnorm festgelegt. Aus diesen Angaben ergeben sich je nach Winkelstellung eigene Lastfälle. Dabei werden Fluidparameter, Turbulenzmodelleigenschaften und Iterationsparameter, die alle global hinterlegt sind, zur Hilfe genommen. Sie können diese Lastfälle durch die partielle Editierung in der Umgebung von RWIND 2 mit Gelände- oder Umgebungsmodellen aus STL-Vektorgrafiken erweitern.
Alternativ ist es Ihnen auch problemlos möglich, RWIND 2 manuell und ohne die Schnittstellenanwendung in RFEM oder RSTAB zu betreiben. In diesem Fall werden die Körper und die Geländeumgebung im Programm direkt aus importierten STL- und VTP-Dateien modelliert. Sie können die höhenabhängige Windbelastung und weitere strömungsmechanische Daten in RWIND 2 direkt definieren.
Durch seine vielseitige Anwendbarkeit steht Ihnen RWIND 2 bei Ihren individuellen Projekten stets hilfreich zur Seite.
Mit Aktivierung der Option 'Form anzeigen' im Kontextmenü wird bei Strukturänderungen von Membranflächen eine automatische vorläufige Formfindung anhand der hinterlegten Formfindungseigenschaften durchgeführt. Dieser interaktive Grafikmodus basiert auf der Kraftdichte-Methode.