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.
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.
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.
Im Add-On Betonbemessung können Sie Bauteile aus faserverstärktem Beton nach der Richtlinie "DAfStb Stahlfaserbeton" bemessen.
Diese Option steht Ihnen für die Bemessung nach EN 1992-1-1 zur Verfügung. Der Nachweis nach der DAfStb-Richtlinie wird durchgeführt, sobald einem bewehrten Bauteil ein Beton des Typs "Faserbeton" zugewiesen wurde.
Im Add-On Betonbemessung können Sie beliebige RSECTION-Querschnitte bemessen. Die Betondeckung, Querkraft- und Längsbewehrung definieren Sie direkt in RSECTION.
Nach dem Import des bewehrten RSECTION-Querschnitts in RFEM 6 oder RSTAB 9 können Sie diesen für die Bemessung im Add-On Betonbemessung verwenden.
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.
Das Statikprogramm gibt Ihnen alle geführten Nachweise der Bemessungsnorm übersichtlich aus. Für jeden Bemessungsnachweis müssen Sie ein Ausnutzungskriterium bestimmen. Zusätzlich zu den Nachweisen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit überprüft das Programm auch die konstruktiven Regeln der Norm. Jeder Bemessungsnachweis bringt entsprechende Bemessungsdetails ein, in denen die Eingangswerte, die Zwischenergebnisse und die Endergebnisse strukturiert angeordnet sind. In einem Infofenster finden Sie unter den Bemessungsdetails eine detaillierte Anzeige des Berechnungsablaufs mit angesetzten Formeln, Normenquellen und Ergebnissen.
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 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 Verformung ermitteln Sie für Stäbe und Flächen unter Berücksichtigung des gerissenen (Zustand II) bzw. ungerissenen (Zustand I) Stahlbetonquerschnittes. Bei der Steifigkeitsermittlung können Sie die Zugversteifung zwischen den Rissen, das sogenannte 'Tension Stiffening', entsprechend der verwendeten Bemessungsnorm berücksichtigen.
Sie können bei der Querschnittsbemessung direkt steuern, ob die Betonfläche hinter den Bewehrungsstäben angesetzt oder vom Betonquerschnitt abgezogen wird. Die Bemessung des Nettobetonquerschnittes wenden Sie vor allem dann an, wenn es sich bei Ihrem Projekt um einen hochbewehrten Querschnitt handelt.
Sie können die Bügel- und Längsbewehrung für jeden Stab individuell vorgeben. Dabei stehen Ihnen unterschiedliche Vorlagen für die Bewehrungseingabe zur Verfügung.
Die Flächenbewehrung geben Sie direkt auf der Ebene von RFEM ein. Dabei können Sie die definierten Flächenbewehrungen individuell selektieren. Auch die bekannten Bearbeitungsfunktionen Kopieren, Spiegeln oder Rotieren stehen Ihnen bei der Eingabe der Flächenbewehrung zur Verfügung.
Innerhalb eines Stabes können Sie die Integrationsbreite und mitwirkende Plattenbreite von Plattenbalken (Rippen) mit unterschiedlichen Breiten definieren. Dabei wird der Stab in Segmente aufgeteilt. Sie können den Übergang zwischen den unterschiedlichen Flanschbreiten entweder abgestuft oder linear veränderlich vorgeben. Zusätzlich ermöglicht Ihnen das Programm, bei der Stahlbetonbemessung der Rippe die definierte Flächenbewehrung als Flanschbewehrung zu berücksichtigen.
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.
Wussten Sie, dass Sie die Moment-Normalkraft-Interaktionsdiagramme (M-N-Diagramme) auch grafisch ausgeben lassen können? Dadurch können Sie die Querschnittstragfähigkeit bei einer Interaktion von Biegemoment und Normalkraft ablesen. Neben den auf die Querschnittsachsen bezogenen Interaktionsdiagrammen (My-N-Diagramm und Mz-N-Diagramm) ist es ebenso möglich, einen individuellen Momentenvektor für die Erstellung eines Mres-N Interaktionsdiagrammes zu generieren. Sie können die Schnittebene der M-N-Diagramme anschließend im 3D-Interaktionsdiagramm darstellen.In einer Tabelle gibt Ihnen das Programm die zugehörigen Wertepaare der Grenztragfähigkeit aus. Die Tabelle ist dynamisch mit dem Diagramm verbunden, sodass der ausgewählte Grenzpunkt auch im Diagramm dargestellt wird.
Sie wollen die zweiachsige Biegetragfähigkeit eines Stahlbetonquerschnittes ermitteln? Dann müssen Sie zunächst ein Moment-Moment-Interaktionsdiagramm (My-Mz-Diagramm) aktivieren. Dieses My-Mz-Diagramm stellt einen horizontalen Schnitt durch das dreidimensionale Diagramm für die vorgegebene Normalkraft N dar. Durch die Kopplung zum 3D-Interaktionsdiagramm können Sie die Schnittebene auch dort visualisieren.
Sie können in Abhängigkeit der Normalkraft N eine Moment-Krümmungs-Linie für einen beliebigen Momentenvektor generieren. Die Wertepaare des dargestellten Diagrammes werden Ihnen vom Programm zusätzlich tabellarisch ausgegeben. Außerdem können Sie die zum Momenten-Krümmungs-Diagramm gehörige Sekantensteifigkeit und Tangentensteifigkeit des Stahlbetonquerschnittes als zusätzliches Diagramm aktivieren.
Das Add-On Betonbemessung vereint sämtliche BETON-Zusatzmodule von RFEM 5 / RSTAB 8. Im Vergleich zu diesen Zusatzmodulen sind im Add-On Betonbemessung für RFEM 6 / RSTAB 9 folgende neuen Features hinzugekommen:
Eingabe der bemessungsrelevanten Vorgaben (Knicklängen, Dauerhaftigkeit, Bewehrungsrichtungen, Flächenbewehrung) direkt im RFEM- bzw. RSTAB-Modell
Umfangreiche Eingabemöglichkeiten für Längs- und Querbewehrung von Stäben
Detaillierte Zwischenergebnisse für die Bemessung mit Angabe der Gleichungen der angesetzten Norm zur besseren Nachvollziehbarkeit der Berechnung
Neues Interaktionsdiagramm mit interaktiver Grafik für N, M und M + N aus der Querschnittsbemessung inkl. Ausgabe der Sekanten- und Tangentensteifigkeit
Nachweis der definierten Bewehrung im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit inkl. grafischer Ausgabe der Ausnutzung für das jeweilige Bauteil
Automatische Überprüfung der definierten Bewehrung im Hinblick auf die Konstruktions- bzw. allgemeinen Bewehrungsregeln für bewehrte Stab- und Flächenbauteile
Querschnittsbemessung optional mit Nettowerten des Betonquerschnittes
Verformungsberechnungen von ungerissenen / gerissenen Stahlbetonflächen (Zustand II) unter Ansatz der Näherungsverfahren aus den Bemessungsnormen (z. B. Verformungsberechnung nach 7.4.3 EN 1992-1-1)
Ansatz der Zugversteifung des Betons zwischen den Rissen (Tension Stiffening)
Optionale Berücksichtigung des Kriechens und Schwindens
In RFEM integrierte grafische Ausgabe der Ergebnisse, z. B. Ausnutzung des Grenzwertes bzw. Verformung oder Durchhang
Übersichtliche numerische Ergebnisausgabe im Detaildialog
Vollständige Integration der Ausgabe in das RFEM-Ausdruckprotokoll
Suchen Sie nach der Verformungsberechnung? Sehen Sie in den Konfigurationen zum Gebrauchstauglichkeitsnachweis nach, dort ist sie aktivierbar. Die Berücksichtigung von Langzeiteinflüssen (Kriechen und Schwinden) und der Zugversteifung zwischen den Rissen können Sie ebenfalls im o. g. Dialog steuern. Dabei berechnen sich Kriechzahl und Schwinddehnung anhand der definierten Eingabeparameter oder Sie können sie individuell definieren.
Des Weiteren können Sie den einzuhaltenden Grenzwert für die Verformung für jedes Bauteil individuell einstellen. Als zulässiger Grenzwert wird dabei die max. Verformung definiert. Dabei ist zusätzlich vorzugeben, ob Sie für den Nachweis das unverformte oder das verformte System heranziehen wollen.
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
Sie haben die Bemessung erfolgreich durchgeführt? Nun werden die Ergebnisse der Verformungsberechnung in übersichtlichen Ausgabetabellen bzw. Detaildialog mit Infotext aufgelistet. Das Programm gibt Ihnen sämtliche Zwischenwerte nachvollziehbar aus. Dabei gestattet Ihnen die grafische Darstellung der Ausnutzung und der Verformung in RFEM einen schnellen Überblick über gefährdete Bereiche.
Dank der Ergebnisausgabe der Nachweise mit allen Zwischenergebnissen ist die Berechnung bis ins kleinste Detail nachvollziehbar. Über die vollständige Integration der Ausgabe in das RFEM-Ausdruckprotokoll stellen Sie sicher, dass Sie eine prüffähige statische Bemessung vor sich haben.
Dlubal-Software macht Ihnen viele Arbeitsschritte leichter, um Sie zu unterstützen. So sind für die erleichterte Dateneingabe die in RFEM/RSTAB definierten Flächen, Stäbe, Stabsätze, Materialien, Flächendicken und Profile voreingestellt. Sie können an vielen Stellen im Programm die [Pick]-Funktion zur grafischen Auswahl nutzen. Außerdem haben Sie Zugriff auf die globalen Material- und Querschnittsbibliotheken.
Flächen bzw. Stäbe können Sie in sogenannte 'Konfigurationen' mit jeweils unterschiedlichen Bemessungsparametern gruppieren. Auf diese Weise wird es Ihnen möglich, beispielsweise ohne viel Aufwand Bemessungsalternativen mit anderen Randbedingungen oder geänderten Querschnitten zu berechnen. Sie werden staunen, wie viel schneller alles mit RFEM/RSTAB funktioniert.