Die Bemessung von fünf Arten von Erdbebenkraftresistenzsystemen (Seismic Force-Resisting Systems - SFRS) umfasst den Special Moment Frame (SMF), den Intermediate Moment Frame (IMF), den Ordinary Moment Frame (OMF), den Ordinary Concentrically Braced Frame (OCBF) und den Special Concentrically Braced Frame (SCBF)
Duktilitätsnachweis der Breiten-Dicken-Verhältnisse für Stege und Flansche
Berechnung der erforderlichen Festigkeit und Steifigkeit für Stabilitätsverbände von Trägern
Berechnung des maximalen Abstands für Stabilitätsverbände von Trägern
Berechnung der erforderlichen Festigkeit an Gelenkstellen für Stabilitätsverbände von Trägern
Berechnung der erforderlichen Stützenfestigkeit mit der Option, alle Biegemomente, Schub und Torsion für den Grenzzustand der Überfestigkeit zu vernachlässigen
Nachweis der Schlankheitsgrade von Stützen und Verbänden
Die Berechnung des Gebäudemodells läuft in zwei Berechnungsphasen ab:
Globale 3D-Berechnung des Gesamtmodells, in welchem die Decken als starre Ebene (Diaphragma) oder als Biegeplatte modelliert werden
Lokale 2D-Berechnung der einzelnen Geschossdecken
Die Ergebnisse der Stützen und Wände aus der 3D-Berechnung und die Ergebnisse der Decken aus der 2D-Berechnung werden nach der Berechnung in einem einzigen Modell zusammengefasst. Dadurch muss zwischen dem 3D-Modell und der einzelnen 2D-Modellen der Decken nicht gewechselt werden. Der Anwender arbeitet nur mit einem Model, spart wertvolle Zeit und vermeidet eventuelle Fehler beim händischen Datenaustausch zwischen dem 3D-Modell und der einzelnen 2D-Decken-Modelle.
Die vertikalen Flächen im Modell können vom Nutzer in Schubwände (Shear Walls) und Öffnungsstürze (Sprandels) geteilt werden. Aus diesen Wandobjekten erzeugt das Programm automatisch interne Ergebnisstäbe, so dass diese dann nach der gewünschten Norm im Add-On Betonbemessung als Stäbe bemessen werden können.
Für die Berechnungsdiagramme steht Ihnen der Diagrammtyp "2D | Gelenk" zur Verfügung. Diese Gelenkdiagramme zeigen die Gelenkantwort von Lastsituationen für nichtlineare Gelenke an.
Für Berechnungen mit mehreren Lastsituationen, wie dies beispielsweise bei Pushover-Analysen und dem Zeitverlaufsverfahren der Fall ist, können Sie so den Zustand des Gelenkes in jeder Laststufe beurteilen.
Im Add-On Zeitverlaufsverfahren stehen Ihnen Akzelerogramme für die Berechnung zur Verfügung. Diese Erweiterung ermöglicht die dynamische Tragwerksanalyse von Beschleunigungs-Zeit-Diagrammen.
Ihnen steht eine umfangreiche Bibliothek von Erdbebenaufzeichnungen zur Verfügung, Sie können aber auch eigene Diagramme eingeben oder importieren. Die Zeitverlaufsanalyse wird mit Hilfe der Modalanalyse oder des linearen impliziten Newmark-Lösers realisiert.
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.
Der Berechnungsdiagrammtyp "2D | Geschoss" dient Ihnen zur Erstellung von Ergebnisdiagrammen über die Gebäudeachse. Damit lässt sich das Verhalten des Gesamtgebäudes unter statischen und dynamischen Effekten einfach untersuchen.
Dieser Diagrammtyp kann z. B. zur Visualisierung der Erdbebenkraft über die Gebäudehöhe genutzt werden.
Im Add-On Betonbemessung haben Sie die Möglichkeit, den vereinfachten Brandschutznachweises nach EN 1992-1-2 für Stützen (Kapitel 5.3.2) und Balken (Kapitel 5.6) zu führen.
Für den vereinfachten Brandschutznachweis stehen Ihnen folgende Nachweise zur Verfügung:
Stützen : Mindestquerschnittsabmessungen für Rechteck- oder Kreisquerschnitte nach Tabelle 5.2a sowie die Gleichung 5.7 für die Berechnung der Branddauer
Balken : Mindestmaße und -achsabstände nach den Tabellen 5.5 und 5.6
Die Schnittgrößenermittlung für den Brandschutznachweis kann nach zwei Verfahren ermittelt werden.
1 Hier fließen die Schnittgrößen der außergewöhnlichen Bemessungssituation direkt in die Bemessung ein.
2 Hier werden mittels des Eta,fi (ηfi) Faktors die Schnittgrößen der Kaltbemessung abgemindert und werden dann in der Heißbemessung verwendet.
Weiterhin ist es möglich sich den Achsabstand nach Gl. 5.5 ermitteln zu lassen.
Es werden die erforderlichen Kraft-Zeit-Diagramme eingegeben. Diese können in Lastfällen oder Lastkombinationen vom Typ Zeitverlaufsanalyse | Zeitdiagramm mit der Belastung kombiniert werden, um so zu definieren, wo und in welcher Richtung die Kraft-Zeit-Diagramme wirken.
Die zweite Möglichkeit ist die Eingabe von Beschleunigungs-Zeit-Diagrammen, welche in Lastfällen vom Typ Zeitverlaufsanalyse | Akzelerogramm verwendet werden können.
In den Zeitverlaufsanalyse-Einstellungen werden alle Berechnungsparameter vorgegeben. Dazu zählen z. B. die Art des Nachweisverfahrens und die maximale Berechnungszeit.
Das Zeitverlaufsverfahren wird über die Modalanalyse oder den linearen impliziten Newmark-Löser gelöst. Die Zeitverlaufsanalyse in diesem Add-On beschränkt sich auf lineare Systeme. Obwohl die Modalanalyse ein schneller Algorithmus ist, muss eine gewisse Anzahl von Eigenwerten verwendet werden, um die erforderliche Genauigkeit der Ergebnisse sicherzustellen.
Die implizite Newmark-Analyse ist ein sehr genaues Verfahren, unabhängig von der Anzahl der verwendeten Eigenwerte, bedarf aber einem hinreichend kleinen Zeitschritt für die Berechnung.
Sobald das Programm die Berechnung abgeschlossen hat, wird Ihnen die Zusammenfassung der Ergebnisse aufgelistet. Alle Ergebnismasken sind im Hauptprogramm RFEM/RSTAB integriert. Sie finden alle Ergebnisse tabellarisch geordnet, diese können für jeden einzelnen Zeitschritt oder als Umhüllende angezeigt werden und Sie haben zudem die Möglichkeit, die Ergebnisse grafisch darzustellen sowie zu animieren.
Die Ergebnisse aus dem Zeitverlaufsverfahren können in den Berechnungsdiagrammen angezeigt werden. Alle Ergebnisse sind in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Die numerischen Werte lassen sich in MS Excel exportieren.
Alle Ergebnismasken und Grafiken sind Bestandteil des RFEM-/RSTAB-Ausdrucksprotokolls. So können Sie eine klar strukturierte Dokumentation gewährleisten. Zudem ist Ihnen auch ein Export der Tabellen in MS Excel möglich.
Die Eingabe des Modells und der Belastungen erfolgt wie gewohnt in der Oberfläche von RFEM.
Die Cloud-Berechnung wird über den Eintrag im Berechnen-Menü gestartet. Dann wird die zur Aufgabe passende virtuelle Maschine ausgewählt und die Berechnung gestartet.
Nach dem Start wird aus dem Image eine virtuelle Maschine erzeugt, auf welcher der Rechenserver gestartet wird. Dieser übernimmt dann die Berechnung der Datei.
Im Extranet ist es möglich, die Abarbeitung der Rechenaufträge zu überwachen.
Nach dem Abschluss der Berechnung wird eine E-Mail mit einem Link zum Download der berechneten Datei verschickt. Große Dateien werden in ein Zip-Archiv gepackt. Kleinere Dateien können direkt heruntergeladen werden.
Alternativ ist im Extranet ein Link zur berechneten Datei vorhanden.
Die heruntergeladenen Datei ist eine gewöhnliche RFEM-Datei und kann ganz normal für die weitere Verarbeitung genutzt werden.
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.
Die RWIND-Ergebnisse können Sie sich direkt im Hauptprogramm anzeigen lassen. Wählen Sie im Navigator - Ergebnisse aus der oberen Liste den Ergebnistyp "Windsimulationsanalyse".
Derzeit sind folgende Ergebnisse verfügbar, die sich auf das RWIND-Berechnungsnetz beziehen:
Im Add-On Stahlanschlüsse haben Sie die Möglichkeit, die Anfangssteifigkeit Sj,ini nach Eurocode und AISC zu ermitteln. Dies kann für gewählte Stäbe bezogen auf die Schnittgrößen N, My und Mz erfolgen.
Im Register Stäbe des Eingabedialogs des Add-Ons Stahlanschlüsse können Sie die gewünschten Schnittgrößen mittels einer Checkbox auswählen. Eine Mehrfachauswahl ist möglich. Für diese Schnittgrößen erfolgt die Steifigkeitsanalyse mit positivem und negativem Vorzeichen.
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
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.
Sie möchten Querschnittsnachweise für kaltgeformte Stahlstäbe nach EN 1993-1-3 führen? Ob kaltgeformte Profile aus der Querschnittsdatenbank oder allgemeine kaltgeformte (nicht perforierte) RSECTION-Querschnitte – Ihr Statikprogramm hilft Ihnen dabei, den wirksamen Querschnitt unter Berücksichtigung des lokalen Beulens und der Forminstabilität zu ermitteln. Auch den Querschnittsnachweis nach EN 1993-1-3, 6.1.6 können Sie hier führen. Dabei werden die Schnittgrößen aus der Berechnung mit Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) über den Vergleichspannungsnachweis berücksichtigt.
Wollen Sie Berechnungsdiagramme erstellen? Mit RFEM und RSTAB funktioniert das global und ohne Probleme. Erstellen und organisieren Sie Ihre Berechnungsdiagramme direkt im Navigator - Daten oder über das Menü Einfügen ► Berechnungsdiagramme. Nutzen Sie Berechnungsdiagramme, um Beziehungen zwischen verschiedenen Ergebnissen der Berechnung zu erfassen und darzustellen. Es besteht dabei die Möglichkeit, ähnliche Diagramme zu überlagern.
Das Add-On Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) ermöglicht Ihnen die Berechnung von Stabstrukturen in RFEM und RSTAB unter Berücksichtigung der Querschnittsverwölbung. Alle Schnittgrößen (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω), die Sie auf diese Weise ermittelt haben, können Sie im Vergleichsspannungsnachweis der Aluminiumbemessung berücksichtigen. Beachten Sie: Dieses Feature ist aktuell noch nicht für die Bemessungsnorm ADM 2020 verfügbar.
Sie sind bereit für die Auswertung? Dafür stehen Ihnen Berechnungsdiagramme zur Verfügung, die den Verlauf eines bestimmten Ergebnisses während einer Berechnung darstellen.
Die Belegung der vertikalen und horizontalen Achse des Berechnungsdiagramms können Sie frei definieren. Dadurch ist es Ihnen möglich, beispielsweise den Verlauf der Setzung eines bestimmten Knotens abhängig von der Belastung zu betrachten.
Sie lieben es übersichtlich? Wir auch! Daher werden Ihnen alle geführten Nachweise der Bemessungsnorm übersichtlich ausgegeben. Für jeden Bemessungsnachweis bestimmen Sie ein Ausnutzungskriterium. Bemessungsdetails, in denen die Eingangswerte, die Zwischenergebnisse und die Endergebnisse strukturiert angeordnet sind, erhalten Sie für jeden der Bemessungsnachweise. Sie finden den Berechnungsablauf mit allen angesetzten Formeln, Normenquellen und Ergebnissen in einem Infofenster, wo Ihnen die Bemessungsdetails detailliert angezeigt werden.
Bei der Berechnung des Durchbiegungsgrenzwertes haben Sie gewisse Bezugslängen zu berücksichtigen. Diese Bezugslängen und die zu überprüfenden Segmente können Sie je nach Richtung unabhängig voneinander festlegen. Definieren Sie dafür Bemessungsauflager an den Zwischenknoten eines Stabes und weisen Sie diese der jeweiligen Richtung für den Nachweis der Verformung zu. Dadurch entstehen Segmente, in denen Sie eine Überhöhung je Richtung und Segment berücksichtigen können.
Wie gewohnt führen Sie die Systemeingabe und die Berechnung der Schnittgrößen in den Programmen RFEM und RSTAB durch. Dabei haben Sie unbeschränkten Zugriff auf die umfangreichen Material- und Querschnittsbibliotheken. Wussten Sie schon, dass Sie allgemeine Querschnitte mit dem Programm RSECTION erzeugen können? Das erspart Ihnen einiges an Arbeit.
Keine Angst vor zusätzlichen Fenstern und Eingabe-Chaos! Denn die Aluminiumbemessung ist vollständig in die Hauptprogramme integriert und berücksichtigt automatisch die Struktur sowie die vorhandenen Berechnungsergebnisse. Weitere Eingaben für die Aluminiumbemessung wie Knicklängen, Querschnittsreduzierungen oder Bemessungsparameter können Sie direkt den zu bemessenden Objekten zuordnen. An vielen Stellen im Programm nutzen Sie am besten die [Pick]-Funktion zur grafischen Auswahl – einfach und effektiv.
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:
Eingeben und modellieren können Sie den Bodenvolumenkörper ohne Umwege direkt in RFEM. Dabei haben Sie die Möglichkeit, Bodenmaterialmodelle mit allen üblichen RFEM Add-Ons zu kombinieren.
Eine Analyse von Gesamtmodellen mit vollständiger Abbildung der Boden-Bauwerk-Interaktion ist dadurch problemlos möglich.
Aus den Materialdaten, die Sie eingegeben haben, werden alle zur Berechnung nötigen Parameter automatisch ermittelt. Das Programm erzeugt Ihnen daraus die Spannungs-Dehnungslinien für jedes FE-Element.
Sie haben bereits erfahren, dass die Ergebnisse eines Modalanalyse-Lastfalls nach erfolgreicher Berechnung im Programm angezeigt werden. Die erste Eigenform ist für Sie also sofort grafisch oder animiert zu sehen. Dabei können Sie die Darstellung der Eigenformnormierung komfortabel anpassen. Erledigen Sie das am besten direkt im Ergebnisnavigator, wo Sie zur Visualisierung der Eigenformen eine von vier Optionen auswählen:
Wert des Eigenformvektors uj auf 1 skalieren (berücksichtigt nur die Translationskomponenten)
Auswahl der maximalen Translationskomponente des Eigenvektors und Einstellung auf 1
Betrachtung der gesamten Eigenform (inklusive der Rotationskomponenten), Auswahl des Maximums und Einstellung auf 1
Setzen der modalen Massen mi für jeden Eigenwert auf 1 kg
Ausführlichere Erläuterungen der Normierung der Eigenformen finden Sie hier im Online-Handbuch.