Das Ergebnis der Erdbebenbemessung ist in zwei Abschnitte gegliedert: Stabanforderungen und Verbindungsanforderungen.
Zu den "Erdbebenanforderungen" gehören die erforderliche Biegefestigkeit und der erforderliche Schubwiderstand der Träger-Stützen-Verbindung für biegesteife Rahmen. Sie sind im Register 'Momentenrahmenverbindung stabweise' aufgelistet. Bei ausgesteiften Rahmen werden die erforderliche Verbindungszugfestigkeit und die erforderliche Verbindungsdruckfestigkeit des Verbands im Register 'Verbandsanschluss stabweise' aufgeführt.
Das Programm stellt Ihnen die geführten Nachweise tabellarisch zur Verfügung. In den Nachweisdetails werden die Formeln und Verweise zur Norm übersichtlich dargestellt.
Im Add-On Stahlanschlüsse haben Sie die Möglichkeit, kreisförmige Hohlprofile mittels Schweißnähten anzuschließen.
Die runden Profile lassen sich untereinander verbinden oder an ebene Bauteile anschließen. Auch die Ausrundungen von genormten und dünnwandigen Profilen können mit einer Schweißnaht angeschlossen werden.
Für die Anschlussbemessung können Sie direkt im Add-On Stahlanschlüsse einen neuen Stab als Komponente einfügen. Dieser wird dann nur bei der Anschlussbemessung berücksichtigt. Als Verbindung zu den anderen Stäben können Sie die Komponenten Schweißnaht und Verbindungsmittel verwenden.
Des Weiteren lassen sich die Komponenten Stabschnitt und Stabeditor verwenden und es können Verstärkungselemente wie Steifen und Vouten an dem eingefügten Stab angeordnet werden.
Während der Berechnung wird die gewählte horizontale Belastung in Lastschritten gesteigert. Für jeden Lastschritt wird eine statische nichtlineare Analyse durchgeführt, bis die vorgegebene Grenzbedingung erreicht ist.
Die Ergebnisse der Pushover-Analyse sind umfangreich. Zum einen wird das Bauwerk auf sein Verformungsverhalten analysiert. Dies kann durch eine Kraft-Verformungslinie des Systems dargestellt werden (Kapazitätskurve). Zum anderen kann die Einwirkung aus einem Antwortspektrum in der ADRS-Darstellung (Acceleration-Displacement Response Spectrum) angezeigt werden. Aus diesen beiden Ergebnissen wird im Programm automatisch auch die Zielverschiebung bestimmt. Der Vorgang ist dabei grafisch und tabellarisch auswertbar.
Im Anschluss können die einzelnen Akzeptanzkriterien grafisch ausgewertet und beurteilt werden (für den nächsten Lastschritt der Zielverschiebung, aber auch für alle anderen Lastschritte). Auch sind die Ergebnisse der statischen Analyse für die einzelnen Lastschritte verfügbar.
Im Add-On Stahlanschlüsse haben Sie die Möglichkeit, Verbindungen von Stäben mit zusammengesetzten Querschnitten zu bemessen. Zudem können Sie Anschlussbemessungen für nahezu alle dünnwandigen Querschnitte der RFEM-Bibliothek durchführen.
Eine direkte Verbindung erreichen Sie bei Rechteckquerschnitten klassischerweise durch Schweißnähte. Auf die gleiche Weise können Sie diese aber auch mit anderen Querschnitten verbinden. Des Weiteren helfen Ihnen weitere Komponenten wie Stirnplatten dabei, Rechteckquerschnitte an andere Bauteile anzuschließen.
Sie wissen sicher, dass Sie für den Tragfähigkeitsnachweis beim Anschluss zugbeanspruchter Bauteile mit Schraubverbindungen die Querschnittsschwächung durch die Schraubenlöcher berücksichtigen müssen. Auch hierfür haben die Statikprogramme eine Lösung. Im Add-On Aluminiumbemessung können Sie dafür eine lokale Stabquerschnittsreduzierung eingeben. An relevanten Stellen geben Sie hier die Reduzierung des Querschnitts als Absolutwert oder den prozentualen Anteil der Gesamtfläche an.
In RFEM 6 ist es möglich, zwischen Flächen Linienschweißnähte zu definieren und mit Hilfe des Add-Ons Spannungs-Dehnungs-Berechnung die Schweißnahtspannungen zu berechnen.
Es stehen folgende Anschlusstypen zur Verfügung:
Stumpfstoß
Eckstoß
Überlappungsstoß
T-Stoß
Abhängig vom gewählten Anschlusstyps können folgende Ausführungen der Schweißnaht gewählt werden:
Neben weiteren vordefinierten Komponenten im Bemessungs-Add-On Stahlanschlüsse kann die universell einsetzbare Basiskomponente 'Allgemeine Schweißnaht' zur Eingabe komplexer Anschlusssituationen verwendet werden.
Nachweis einer Rahmenverbindung mit Vouten und ausgesteiften Stäben. Für die Verbindung wurde eine Spannungs- und eine Beulstabilitätsanalyse durchgeführt. Zur Darstellung der Knickergebnisse wurde der Anschluss in ein separates Modell konvertiert.
Das Modell des Stahlanschlusses und die Ergebnisse kann als gesonderte Modelldatei abgespeichert werden
Die resultierenden Spannungen und die Ergebnisse des Stabilitätsnachweises (Anschlussbeulen) können in einer gesonderten Modelldatei dargestellt werden
Bei dem gespeicherten Modell kann an der Verbindung eine Verformungsanimation durchgeführt werden
Die Anschlussbauteile werden beim Speichern in Flächen und Stäbe umgewandelt
Die Ergebnisse der Anschlussbemessung können in das Ausdruckprotokoll eingetragen werden
Beim Anlegen eines neuen Ausdruckprotokolls sind die über das Add-On Stahlanschlüsse hinzugefügten Positionen auszuwählen
Mit dem Tool "Grafik in Ausdruckprotokoll drucken" können die Grafiken mit den Anschlussergebnissen einschließlich des Steuerpanels ins Protokoll eingefügt werden
Das Ausdruckprotokoll enthält die Angaben zu den Anschlussbauteilen, Bemessungsparametern, Ergebnissen und Grafiken
Beachten Sie, dass Sie beim Anschluss zugbeanspruchter Bauteile mit Schraubverbindungen die Querschnittsschwächung durch die Schraubenlöcher beim Tragfähigkeitsnachweis berücksichtigen müssen. Aber keine Sorge, das lässt sich im Programm einfach umsetzen. Im Add-On Stahlbemessung geben Sie eine lokale Stabquerschnittsreduzierung ein – und fertig. An allen relevanten Stellen können Sie die Reduzierung des Querschnitts als Absolutwert oder prozentualen Anteil der Gesamtfläche eingeben.
Zur Bemessung eines Stahlbauanschlusses muss das Add-On Stahlanschlüsse aktiviert sein. Die Add-Ons werden in RFEM 6 unter Register Add-Ons von Fenster 'Modell bearbeiten - Basisangaben' aktiviert. Wenn das Add-On aktiv ist, wird es im Navigator angezeigt.
Viele vordefinierte Komponenten zur einfachen Eingabe typischer Anschlusssituationen sind verfügbar (z. B. Stirnplatten, Stegwinkel, Fahnenblech).
Universell einsetzbare Basiskomponenten (Bleche, Schweißnähte, Bolzen, Hilfsebenen) für die Eingabe komplexer Anschlusssituationen
Grafische Darstellung der parallel zur Eingabe aktualisierten Verbindungsgeometrie
Die im Add-On enthaltene Stahlanschluss-Vorlage ermöglicht eine Auswahl aus mehreren Verbindungstypen und wird, falls aktiviert, auf Ihr Modell angewendet
In der Vorlage gibt es die Verbindungen aus 3 allgemeinen Kategorien: biegesteif, gelenkig, fachwerk
Automatische Anpassung der Verbindungsgeometrie, auch wenn die Stäbe infolge gegenseitig relativer Beziehung der Bauteile nachträglich bearbeitet werden
Für die Komponenten des Anschlusses können Sie prüfen, ob Stabilitätsversagen relevant ist. Dafür ist das Add-On Strukturstabilität für RFEM 6 erforderlich.
Dabei berechnen Sie für das Anschlussmodell den Verzweigungslastfaktor für alle untersuchten Lastkombinationen und die gewählte Anzahl an Eigenformen. Den kleinsten Verzweigungslastfaktor vergleichen Sie mit dem Grenzwert 15 aus der Norm EN 1993-1-1, Abschnitt 5. Zudem können Sie eine benutzerdefinierte Anpassung des Grenzwertes durchführen. Das Programm stellt Ihnen als Ergebnis der Stabilitätsanalyse die zugehörigen Eigenformen grafisch dar.
Für die Stabilitätsuntersuchung nutzt RFEM ein angepasstes Flächenmodell, um die lokalen Beulfiguren gezielt zu erkennen. Auch das Modell der Stabilitätsanalyse können Sie inklusive der Ergebnisse als eigene Modelldatei abspeichern und verwenden.
Auswahl der Knoten im RFEM-Modell, automatische Erkennung und Zuordnung der am Knoten anschließenden Stäbe
Viele vordefinierte Komponenten zur einfachen Eingabe typischer Anschlusssituationen verfügbar (z. B. Stirnplatten, Stegwinkel, Fahnenblech)
Universell einsetzbare Basiskomponenten (Bleche, Schweißnähte, Hilfsebenen) für die Eingabe komplexer Anschlusssituationen
Keine manuelle Bearbeitung des FE-Modells vom Nutzer notwendig, die wesentlichen Berechnungseinstellungen können über die Konfigurationseinstellungen beeinflusst werden
Automatische Anpassung der Anschlussgeometrie auch bei nachträglicher Bearbeitung der Stäbe durch relativen Bezug der Komponenten zueinander
Parallel zur Eingabe wird vom Programm eine Plausibilitätskontrolle durchgeführt, um z. B. fehlende Eingaben oder Kollisionen schnell zu erkennen
Grafische Darstellung der Verbindungsgeometrie, die parallel zur Eingabe aktualisiert wird
Sie wollen den Nachweis der Biegebruchsicherheit führen? Zu diesem Zweck untersuchen Sie die maßgebenden Stellen der Stütze für Normalkraft und Momente. Für den Nachweis der Querkrafttragfähigkeit betrachten Sie zudem die Stellen mit den Extremwerten der Querkräfte. Im Zuge der Berechnung untersuchen Sie, ob eine Regelbemessung ausreicht, oder ob die Stütze mit den Momenten nach Theorie II. Ordnung zu bemessen ist. Diese ermitteln Sie im Anschluss aus den getroffenen Vorgaben. Die Berechnung unterteilt sich in drei Teile:
Lastunabhängige Berechnungsschritte
Iterative Bestimmung der maßgebenden Belastung unter Berücksichtigung einer sich ändernden erforderlichen Bewehrung
Bestimmung der Sicherheit für sämtliche einwirkende Schnittgrößen unter Berücksichtigung der vorhandenen Bewehrung
Nach erfolgreicher Bemessung werden die Ergebnisse für Sie in übersichtlichen Tabellen aufgegliedert. Jeder Zwischenwert ist absolut nachvollziehbar, wodurch die Nachweise ein hohes Maß an Transparenz erhalten.
Nach Aktivierung des Zusatzmoduls wird eine neue Symbolleiste freigeschalten sowie der Projektnavigator und die Tabellen erweitert. Die Modellierung der Rohrleitung erfolgt nun analog der Stäbe. Rohrbiegungen werden gleichzeitig über die Tangenten (gerade Rohrabschnitte) und den Radius definiert. Dies erlaubt eine einfache nachträgliche Änderung der Biegungsparameter.
Zudem können die Rohrleitungen im Nachgang durch die Definition spezieller Bauteile (Kompensatoren, Ventile, etc.) erweitert werden. Die Definition wird dabei durch implementierte Bauteilbibliotheken vereinfacht.
Zusammenhängende Abschnitte werden als Rohrleitungssätze definiert. Für die Belastung der Rohrleitungen sind Stablasten zu den jeweiligen Lastfällen zuzuordnen. Die Kombination der Lasten erfolgt in Rohrleitungs-Lastkombinationen sowie Ergebniskombinationen. Nach der Berechnung lassen sich Verformungen, Stabschnittgrößen sowie Auflagerkräfte grafisch wie tabellarisch ausgeben.
Die Spannungsbemessung analog den Normen erfolgt im Anschluss im Bemessungsmodul RF-PIPING Design. Es sind lediglich die Rohrleitungssätze sowie Lastsituationen zu wählen.
Nach dem Start des Moduls wählt man zunächst die Anschlussgruppe (Biegesteife Verbindungen) und danach die Anschlusskategorie und den Anschlusstyp (Stirnplattenstoß oder Laschenstoß) aus. Nun werden die nachzuweisenden Knoten aus dem RFEM-/RSTAB-Modell gewählt. RF-/JOINTS Stahl - Biegesteif erkennt automatisch die anschließenden Stäbe und stellt anhand ihrer Lage fest, ob es sich um Stützen oder Träger handelt. Hier kann vom Anwender gezielt eingegriffen werden.
Sollen bestimmte Stäbe von der Berechnung ausgeschlossen werden, lassen sich diese deaktivieren. Konstruktiv gleichartige Anschlüsse können gleichzeitig für mehrere Knoten nachgewiesen werden. Für die Belastung sind die maßgebenden Lastfälle, Lastkombinationen oder Ergebniskombinationen auszuwählen. Alternativ ist eine manuelle Profil- und Lasteingabe möglich. In der letzten Eingabemaske wird die Verbindung Schritt für Schritt konfiguriert.
Die Bemessung erfolgt gemäß EN 1993-1-8 und EN 1993-1-1. Die Schnittgrößen werden direkt im vorgegebenen Knoten angenommen. Bei Träger-Stützen-Anschlüssen entstehen somit zusätzliche Exzentrizitäten zur Anschlussebene, welche in der Berechnung berücksichtigt werden. Neben der Bemessung der ausreichenden Tragfähigkeit des Anschlusses erfolgt eine Berechnung und Einstufung der Verbindung hinsichtlich der Steifigkeit.
In den Ergebnismasken werden detailliert sämtliche Ergebnisse der Berechnung aufgelistet. Zudem wird eine dreidimensionale Grafik erstellt, in der einzelne Komponenten sowie Maßlinien und z. B. Schweißnahtangaben ein- und ausgeblendet werden können. In der Ergebniszusammenfassung ist sofort erkennbar, ob die einzelnen Nachweise erfüllt sind oder nicht. Zudem werden Knotennummer und maßgebender Lastfall bzw. die maßgebende Last- oder Ergebniskombination angegeben.
Bei Auswahl eines Nachweises werden detaillierte Zwischenergebnisse einschließlich der Einwirkungen und zusätzlichen Schnittgrößen aus der Anschlussgeometrie eingeblendet. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, sich die Ergebnisse lastfallweise und knotenweise anzeigen zu lassen. Das 3D-Rendering ist eine wirklichkeitsgetreue und maßstäbliche Darstellung der Verbindung. Neben den Hauptansichten kann die Grafik aus jeder beliebigen Perspektive betrachtet werden.
Die Grafiken können einschließlich der Bemaßungen und Beschriftungen in das RFEM-/RSTAB-Ausdruckprotokoll eingebunden oder als DXF exportiert werden. In diesem werden alle Eingabedaten und Ergebnisse prüffähig ausgegeben. Sämtliche Modultabellen können problemlos nach MS-Excel oder in eine CSV-Datei exportiert werden. Ein Übergabemenü regelt hier alle notwendigen Exportangaben.
Anschluss Träger-Stütze: Anschluss sowohl als Anschluss des Trägers an den Stützenflansch sowie auch als Anschluss der Stütze an den Trägerflansch möglich
Anschluss Träger-Träger: Bemessung von Trägerstößen sowohl als momententragfähige Stirnplattenverbindungen als auch als starre Laschenverbindung möglich
Automatische Übernahme der Modell- und Lastdaten aus RFEM bzw. RSTAB möglich
Schraubengrößen von M12 bis M36 mit den Festigkeitsklassen 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8 und 10.9, sofern die Festigkeitsklasse im gewählten nationalen Anhang verfügbar sind
Nahezu beliebige Loch- und Randabstände (eine Prüfung der zulässigen Abstände erfolgt)
Trägerverstärkung mit Vouten bzw. Steifen an Ober- oder Unterseite
Stirnplattenverbindung mit oder ohne Überstand
Anschluss mit reiner Biegebeanspruchung, reiner Normalkraftbeanspruchung (Zugstoß), oder Kombination von Normalkraft und Biegung möglich
Berechnung der Anschlusssteifigkeiten und Überprüfung, ob ein gelenkiger, nachgiebiger oder biegesteifer Anschluss vorliegt
Stirnplattenanschluss in einer Träger-Stützen-Konfiguration
Angeschlossene Träger bzw. Stützen können einseitig mit Vouten oder ein- bzw. zweiseitig mit Steifen verstärkt werden
Große Auswahl an möglichen Versteifungen der Verbindung (z. B. vollständige oder unvollständige Stegsteifen)
Bis zu zehn horizontale und vier vertikale Schrauben möglich
Angeschlossenes Objekt als konstanter oder gevouteter I-Querschnitt möglich
Nachweise:
Tragfähigkeit des angeschlossenen Trägers (wie z. B. Querkraft- und Zugbeanspruchbarkeit des Stegbleches)
Tragfähigkeit der Stirnplatte am Träger (z. B. T-Stummel unter Zugbeanspruchung)
Tragfähigkeit der Schweißnähte an der Stirnplatte
Tragfähigkeit der Stütze im Bereich des Anschlusses (z. B. Stützenflansch unter Biegung – T-Stummel)
Alle Nachweise werden gemäß EN 1993-1-8 bzw. EN 1993-1-1 geführt
Momententragfähiger Stirnplattenstoß
Zwei oder vier vertikale Schraubenreihen und bis zu 10 horizontale Schraubenreihen möglich
Gestoßene Träger können einseitig mit Vouten oder ein- bzw. zweiseitig mit Steifen verstärkt werden
Angeschlossene Objekte als konstante oder gevoutete I-Querschnitte möglich
Nachweise:
Tragfähigkeit der angeschlossenen Träger (wie z. B. Querkraft- und Zugbeanspruchbarkeit der Stegbleche)
Tragfähigkeit der Stirnplatten an den Träger (z. B. T-Stummel unter Zugbeanspruchung)
Tragfähigkeit der Schweißnähte an den Stirnplatten
Tragfähigkeit der Schrauben in der Stirnplatte (Kombination aus Zug und Abscheren)
Starrer Laschenstoß
In der Flanschblechverbindung bis zu zehn Schraubenreihen hintereinander möglich
In der Stegblechverbindung bis zu zehn Schraubenreihen jeweils in vertikaler und horizontaler Richtung möglich
Material der Laschen kann sich von dem der Träger unterscheiden
Nachweise:
Tragfähigkeit der angeschlossenen Träger (z. B. Nettoquerschnitt im Zugbereich)
Tragfähigkeit der Laschenbleche (z. B. Nettoquerschnitt unter Zugbeanspruchung)
Tragfähigkeit der Einzelschrauben und der Schraubengruppen (z. B. Nachweis der Abschertragfähigkeit der Einzelschraube)
Es wird zunächst der Anschlusstyp und die Bemessungsnorm ausgewählt.
Die anzuschließenden Stäbe werden aus dem RFEM-/RSTAB-Modell übernommen. Dabei überprüft das Modul automatisch, ob alle Geometriebedingungen erfüllt sind.
Auch die Belastung wird von RFEM/RSTAB übernommen. In der Maske Geometrie werden die Schraubenparameter (Durchmesser, Länge, Winkel usw.) definiert.
In den Ergebnismasken werden detailliert sämtliche Ergebnisse der Berechnung aufgelistet. Zudem wird eine dreidimensionale Grafik erstellt, in der einzelne Komponenten sowie Maßlinien und z. B. Schweißnahtangaben ein- und ausgeblendet werden können. In der Ergebniszusammenfassung ist sofort erkennbar, ob die einzelnen Nachweise erfüllt sind oder nicht. Die Höhe der Ausnutzung wird zusätzlich mit einem grünen Datenbalken visualisiert, der bei einem nicht erfüllten Nachweis rot wird. Weiterhin werden Knotennummer und maßgebende LF/LK/EK angegeben.
Bei Auswahl eines Nachweises werden detaillierte Zwischenergebnisse einschließlich der Einwirkungen und zusätzlichen Schnittgrößen aus der Anschlussgeometrie eingeblendet. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, sich die Ergebnisse lastfallweise und knotenweise anzeigen zu lassen. Das 3D-Rendering ist eine wirklichkeitsgetreue und maßstäbliche Darstellung der Verbindung. Neben den Hauptansichten kann die Grafik aus jeder beliebigen Perspektive betrachtet werden.
Die Grafiken können einschließlich der Bemaßungen und Beschriftungen in das RFEM/RSTAB-Ausdruckprotokoll eingebunden oder als DXF exportiert werden. In diesem werden alle Eingabedaten und Ergebnisse prüffähig ausgegeben. Sämtliche Modultabellen können problemlos nach MS-Excel oder in eine CSV-Datei exportiert werden. Ein Übergabemenü regelt hier alle notwendigen Exportangaben.
Nach dem Start des Moduls wählt man zunächst die Anschlussgruppe (Gelenkige Anschlüsse) und danach die Anschlusskategorie und den Anschlusstyp (Stegwinkel, Fahnenblech, Stirnplatte, Knagge und Stirnplatte) aus. Nun werden die nachzuweisenden Knoten aus dem RFEM/RSTAB-Modell gewählt. RF-/JOINTS Stahl - Gelenkig erkennt automatisch die anschließenden Stäbe und stellt anhand ihrer Lage fest, ob es sich um Stützen oder Träger handelt.
Sollen bestimmte Stäbe von der Berechnung ausgeschlossen werden, können diese deaktiviert werden. Konstruktiv gleichartige Anschlüsse können gleichzeitig für mehrere Knoten nachgewiesen werden. Für die Belastung sind die maßgebenden Lastfälle, Lastkombinationen oder Ergebniskombinationen auszuwählen. Alternativ ist eine manuelle Profil- und Lasteingabe möglich. In der letzten Eingabemaske wird die Verbindung Schritt für Schritt konfiguriert.