Im Add-On Modalanalyse steht Ihnen die Option zur automatischen Erhöhung der gesuchten Eigenwerte bis zur Erreichung eines definierten effektiven Modalmassenfaktors zur Verfügung. Es werden dabei alle translatorischen Richtungen berücksichtigt, welche für die Modalanalyse als Massen aktiviert wurden.
Somit lassen sich die geforderten 90% der effektiven Modalmasse für das Antwortspektrenverfahren leicht berechnen.
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.
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.
Für Holzflächen mit dem Dickentyp "Konstant" wird, analog zur Stabbemessung, der Rissfaktor kcr und somit der negative Einfluss von Rissen auf die Schubtragfähigkeit berücksichtigt.
Haben Sie für die Bestimmung des kritischen Lastfaktors im Rahmen des Stabilitätsnachweises den Add-On-internen Eigenwertlöser genutzt? In diesem Fall können Sie sich anschließend als Ergebnis die maßgebende Eigenform des zu bemessenden Objektes durch das Programm anzeigen lassen.
Die Berechnung ist abgeschlossen? Dann stehen Ihnen die Ergebnisse der Modalanalyse sowohl grafisch als auch tabellarisch zur Verfügung. Lassen Sie sich die Ergebnistabellen für den Lastfall bzw. die Lastfälle der Modalanalyse anzeigen. Dadurch können Sie auf einen Blick die Eigenwerte, Kreisfrequenzen, Eigenfrequenzen und Eigenperioden der Struktur einsehen. Auch die effektiven Modalmassen, modalen Massenfaktoren und Beteiligungsfaktoren werden Ihnen übersichtlich angezeigt.
Stabilitätsnachweise für Biegeknicken, Drillknicken und Biegedrillknicken unter Druckbeanspruchung
Übernahme von Knicklängen aus der Berechnung mit dem Add-On Strukturstabilität möglich
Grafische Eingabe und Kontrolle von definierten Knotenlagern und Knicklängen für den Stabilitätsnachweis
Ermittlung von Ersatzstablängen für gevoutete Stäbe
Berücksichtigung der Lage der Kippaussteifungen
Biegedrillknicknachweise für Bauteile mit Momentenbeanspruchung
Je nach Norm Auswahl zwischen benutzerdefinierter Eingabe von Mcr, analytischer Methode aus der Norm und Nutzung des internen Eigenwertlösers
Berücksichtigung von Schubfeld und Drehbettung bei Nutzung des Eigenwertlösers
Grafische Darstellung der Eigenform, wenn der Eigenwertlöser genutzt wurde
Stabilitätsnachweise für Bauteile mit kombinierter Druck- und Biegebeanspruchung je nach Bemessungsnorm
Nachvollziehbare Berechnung sämtlicher benötigten Beiwerte wie Faktoren für die Berücksichtigung des Momentenverlaufs oder Interaktionsfaktoren
Alternative Berücksichtigung aller Effekte für den Stabilitätsnachweis bereits bei der Schnittgrößenermittlung in RFEM/RSTAB (Theorie II. Ordnung, Imperfektionen, Steifigkeitsreduktion, ggf. in Kombination mit dem Add-On Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade))
Wie Sie sicherlich wissen, erfolgen Nachweise für die ausgewählten Stäbe unter Berücksichtigung der definierten Abbranddauer. Im Programm sind alle notwendigen Abminderungsfaktoren und Beiwerte hierfür bereits entsprechend hinterlegt und werden bei der Ermittlung der Tragfähigkeit berücksichtigt. Das erspart Ihnen einiges an Arbeit.
Auch die Knicklängen für den Ersatzstabnachweis werden direkt den Eingaben der Tragfähigkeit entnommen. Sie müssen demnach nicht erneut eingegeben werden.
Ist die Bemessung abgeschlossen, präsentiert Ihnen das Programm die Brandschutznachweise übersichtlich und mit sämtlichen Ergebnisdetails. Dadurch können Sie die Ergebnisse vollkommen transparent nachvollziehen. Die Ergebnisausgabe hält zudem alle benötigten Kennwerte für Sie bereit, damit Sie die zum Nachweiszeitpunkt maßgebende Bauteiltemperatur ermitteln können.
Zusätzlich zu all diesen Funktionen ermöglicht es Ihnen das Programm, sämtliche Ergebnistabellen und -grafiken zusammen mit den Ergebnissen für Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit in das globale Ausdrucksprotokoll von RFEM/RSTAB einzubinden.
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.
Haben Sie für die Bestimmung des kritischen Lastfaktors zur Führung des Stabilitätsnachweises den Add-On-internen Eigenwertlöser genutzt? Wenn ja, können Sie sich anschließend als Ergebnis die maßgebende Eigenform des zu bemessenden Objektes anzeigen lassen. Der Eigenwertlöser ist hier für den Biegedrillknicknachweis je nach verwendeter Bemessungsnorm verfügbar.
Berechnung von Durchbiegungen und Vergleich mit normativen oder manuell angepassten Grenzwerten
Berücksichtigung von Überhöhungen bei der Berechnung der Durchbiegungen
Unterschiedliche Grenzwerte je nach Typ der Bemessungssituation möglich
Manuelle Anpassung von Bezugslängen und Segmentierung je nach Richtung
Berechnung von Durchbiegungen bezogen auf das Ausgangssystem oder auf das verformte System
Automatische Berücksichtigung zeitabhängiger Verformungen durch Erhöhung der Last mit Kriechfaktor (benutzerdefiniert auch auf der Steifigkeitsseite möglich)
Vereinfachter Schwingungsnachweis
In RFEM/RSTAB integrierte grafische Ausgabe der Ergebnisse, z. B. Ausnutzung des Grenzwertes bzw. Verformung oder Durchhang
Vollständige Integration der Ausgabe in das RFEM-/RSTAB-Ausdruckprotokoll
Die Nachweise für jene Stäbe, die Sie ausgewählt haben, erfolgen unter Berücksichtigung der maßgebenden Bauteiltemperatur. Querschnittsnachweise und Stabilitätsnachweise führen Sie im Add-On Stahlbemessung nach EN 1993-1-2, Abschnitt 4.2.3. Alle Abminderungsfaktoren und Beiwerte, die notwendig sind, werden hierfür entsprechend hinterlegt und bei der Ermittlung der Tragfähigkeit berücksichtigt.
Die Knicklängen für den Ersatzstabnachweis werden direkt den Eingaben der Tragfähigkeit entnommen. Sie müssen sie demnach nicht erneut eingeben.
In jedem Nachweis führen Sie zunächst die Querschnittsklassifizierung durch. Für Querschnitte der Klasse 4 erfolgt die Bemessung anschließend automatisch nach EN 1993-1-2, Anhang E.
Haben Sie für die Bestimmung des kritischen Lastfaktors beim Stabilitätsnachweis den Add-On-internen Eigenwertlöser genutzt? Sehr gut, dann können Sie sich anschließend als Ergebnis die maßgebende Eigenform des zu bemessenden Objektes anzeigen lassen. Der Eigenwertlöser ist für den Biegedrillknicknachweis je nach verwendeter Bemessungsnorm verfügbar. Auch beim Allgemeinen Verfahren nach EN 1993-1-1, 6.3.4 können Sie den internen Eigenwertlöser nutzen.
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.
Sie können sich sicher denken, dass gerade die Kosten ein wichtiger Faktor in der Planung jedes Projektes sind. Auch die Bestimmungen zur Emissionsabschätzung sind unbedingt einzuhalten. Das zweiteilige Add-On Optimierung & Kosten / CO2-Emissionsabschätzung erleichtert es Ihnen, sich im Dschungel der Normen und Möglichkeiten zurechtzufinden. Es nutzt die künstliche-Intelligenz-Technik (KI) der Partikelschwarmoptimierung (PSO), um für parametrisierte Modelle und Blöcke die passenden Parameter zu finden, die Ihnen die Einhaltung üblicher Optimierungskriterien garantieren. Zum anderen schätzt dieses Add-On die Modellkosten bzw. CO2-Emissionen durch Vorgabe von Stückkosten bzw. -emissionen je Materialdefinition für das Strukturmodell ab. Mit diesem Add-On sind Sie auf der sicheren Seite.
Im Vergleich zum Zusatzmodul RF-/DYNAM Pro - Eigenschwingungen (RFEM 5 / RSTAB 8) sind im Add-On Modalanalyse für RFEM 6 / RSTAB 9 folgende neuen Features hinzugekommen:
Voreingestellte Kombinationsbeiwerte für diverse Normen (EC 8, ASCE, usw.)
Optionales Vernachlässigen von Massen (z. B. Masse von Fundamenten)
Methoden zur Ermittlung der Anzahl an Eigenformen (benutzerdefiniert, automatisch – um effektive Modalmassenfaktoren zu erreichen, automatisch – um die maximale Eigenfrequenz zu erreichen)
Ausgabe von modalen Massen, effektiven modalen Massen, modalen Massenfaktoren und Beteiligungsfaktoren
Tabellarische und grafische Ausgabe von Massen in Netzpunkten
Verschiedene Skalierungsoptionen für Eigenformen im Ergebnisnavigator
Automatische Berücksichtigung von Massen aus Eigengewicht
Direkter Import von Massen aus Lastfällen oder -kombinationen möglich
Optionale Definition von Zusatzmassen (Knoten-, Linien-, Flächenmassen sowie Trägheitsmassen) direkt in den Lastfällen
Optionales Vernachlässigen von Massen (z. B. Masse von Fundamenten)
Kombination von Massen in verschiedenen Lastfällen und Lastkombinationen
Voreingestellte Kombinationsbeiwerte für diverse Normen (EC 8, SIA 261, ASCE 7,…)
Optionaler Import von Anfangszuständen (z. B. zur Berücksichtigung von Vorspannung und Imperfektion)
Strukturmodifikation
Berücksichtigung von ausfallenden Lagern oder Stäben/ Flächen/ Volumenkörpern möglich
Mehrere Modalanalysen definierbar (z. B., um unterschiedliche Massen oder Steifigkeitsänderungen zu untersuchen)
Wahl des Massenmatrix Typs (Diagonalmatrix, Konsistente Matrix, Einheitsmatrix) inklusive benutzerdefinierter Festlegung der translatorischen und rotatorischen Freiheitsgrade
Methoden zur Ermittlung der Anzahl an Eigenformen (benutzerdefiniert, automatisch – um effektive Modalmassenfaktoren zu erreichen, automatisch – um die maximale Eigenfrequenz zu erreichen - nur in RSTAB verfügbar)
Ermittlung von Eigenformen und Massen in Knoten bzw. FE-Netz-Punkten
Ausgabe von Eigenwert, Kreisfrequenz, Eigenfrequenz und -periode
Ausgabe von modalen Massen, effektiven modalen Massen, modalen Massenfaktoren und Beteiligungsfaktoren
Tabellarische und grafische Ausgabe von Massen in Netzpunkten
Darstellung und Animation von Eigenformen
Verschiedene Skalierungsoptionen für Eigenformen
Dokumentation von numerischen und grafischen Ergebnissen im Ausdruckprotokoll
In den Modalanalyse-Einstellungen müssen Sie alle Angaben treffen, welche für die Ermittlung der Eigenfrequenzen notwendig sind. Dazu gehören beispielsweise Massenansätze und Eigenwertlöser.
Das Add-On Modalanalyse bestimmt die niedrigsten Eigenwerte der Struktur. Entweder Sie passen die Anzahl der Eigenwerte selbst an, oder sie wird automatisch ermittelt. Damit sollen Sie entweder effektive Modalmassenfaktoren oder maximale Eigenfrequenzen erreichen. Massen werden direkt aus Lastfällen oder Lastkombinationen importiert. Dabei haben Sie die Option, die Gesamtmasse, Lastanteile in globale Z-Richtung oder nur den Lastanteil in Richtung der Schwerkraft zu berücksichtigen.
Zusätzliche Massen können Sie manuell an Knoten, Linien, Stäben oder Flächen definieren. Darüber hinaus können Sie die Steifigkeitsmatrix beeinflussen, indem Sie Normalkräfte oder Steifigkeitsänderungen eines Lastfalls oder einer Lastkombination importieren.
Übernahme relevanter Informationen und Ergebnisse von RFEM
Integrierte, editierbare Material- und Querschnittsbibliothek
Sinnvolle und lückenlose Voreinstellung der Eingabeparameter
Durchstanznachweis an Stützen (sämtliche Querschnittsformen), Wandenden sowie Wandecken möglich
Automatische Erkennung der Lage des Durchstanzknotens aus dem RFEM-Modell
Erkennung von Kurven bzw. Splinelinien als Abgrenzung des kritischen Rundschnitts
Automatische Berücksichtigung aller im RFEM-Modell eingegebenen Plattenöffnungen
Konstruktion und grafische Anzeige des kritischen Rundschnitts
Optionale Nachweisführung mit einer ungeglätteten Schubspannung entlang des kritischen Rundschnitts, welche dem tatsächlichen Schubspannungsverlauf im FE-Modell entspricht
Ermittlung des Lasterhöhungsfaktors β über die vollplastische Schubspannungsverteilung nach EN1992-1-1, Abs. 6.4.3 (3), anhand EN 1992-1-1, Bild 6.21N als konstante Faktoren oder durch benutzerdefinierte Vorgabe
Ergebnisse numerisch und grafisch (3D, 2D und in Schnitten)
Durchstanznachweis der Platte ohne Durchstanzbewehrung
Qualitative Ermittlung der erforderlichen Durchstanzbewehrung
Nachweis und Auslegung der Längsbewehrung
Vollständige Integration der Ausgabe in das RFEM-Ausdruckprotokoll
RFEM unterstützt Sie und nimmt Ihnen Arbeit ab. Die in RFEM definierten Materialien und Flächendicken sind im Add-On Betonbemessung bspw. bereits voreingestellt. So können Sie direkt individuell die zu untersuchenden Knoten definieren.
Etwaige Öffnungen im durchstanzgefährdeten Bereich werden im RFEM-Modell automatisch berücksichtigt. Das Add-On erkennt die Lage der Durchstanzpunkte und legt automatisch fest, ob es sich um einen Durchstanzpunkt in Plattenmitte, am Plattenrand oder in einer Plattenecke handelt. Auch hier sparen Sie wieder Zeit.
Die Methode zur Ermittlung des Lasterhöhungsfaktors β können Sie individuell wählen.
Grafische Eingabe und Kontrolle von definierten Knotenlagern und Knicklängen für den Stabilitätsnachweis
Biegedrillknicknachweise für Bauteile mit Momentenbeanspruchung
Je nach Norm Auswahl zwischen benutzerdefinierter Eingabe von Mcr, analytischer Methode aus der Norm und Nutzung des internen Eigenwertlösers
Berücksichtigung von Schubfeld und Drehbettung bei Nutzung des Eigenwertlösers
Grafische Darstellung der Eigenform, wenn der Eigenwertlöser genutzt wurde
Stabilitätsnachweise für Bauteile mit kombinierter Druck- und Biegebeanspruchung je nach Bemessungsnorm
Nachvollziehbare Berechnung sämtlicher benötigten Beiwerte wie Faktoren für die Berücksichtigung des Momentenverlaufs oder Interaktionsfaktoren
Alternative Berücksichtigung aller Effekte für den Stabilitätsnachweis bereits bei der Schnittgrößenermittlung in RFEM/RSTAB (Theorie II. Ordnung, Imperfektionen, Steifigkeitsreduktion, ggf. in Kombination mit dem Add-On Wölbkrafttorsion)
Stabilitätsnachweise für Biegeknicken, Drillknicken und Biegedrillknicken unter Druckbeanspruchung
Biegedrillknicknachweise für Bauteile mit Momentenbeanspruchung
Übernahme von Knicklängen aus der Berechnung mit dem Add-On Strukturstabilität möglich
Grafische Eingabe und Kontrolle von definierten Knotenlagern und Knicklängen für den Stabilitätsnachweis
Je nach Norm Auswahl zwischen benutzerdefinierter Eingabe von Mcr, analytischer Methode aus der Norm und Nutzung des internen Eigenwertlösers
Berücksichtigung von Schubfeld und Drehbettung bei Nutzung des Eigenwertlösers
Grafische Darstellung der Eigenform, wenn der Eigenwertlöser genutzt wurde
Stabilitätsnachweise für Bauteile mit kombinierter Druck- und Biegebeanspruchung je nach Bemessungsnorm
Nachvollziehbare Berechnung sämtlicher benötigten Beiwerte wie Interaktionsfaktoren
Alternative Berücksichtigung aller Effekte für den Stabilitätsnachweis bereits bei der Schnittgrößenermittlung in RFEM/RSTAB (Theorie II. Ordnung, Imperfektionen, Steifigkeitsreduktion, ggf. in Kombination mit dem Add-On Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade)
Berücksichtigung von 7 lokalen Verformungsrichtungen (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) bzw. 8 Schnittgrößen (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) bei der Berechnung von Stabelementen
Nutzbar in Kombination mit einer statischen Berechnung nach Theorie I., II. und III. Ordnung (dabei können auch Imperfektionen berücksichtigt werden)
Ermöglicht in Kombination mit dem Add-on Stabilitätsanalyse die Ermittlung von kritischen Lastfaktoren und Eigenformen von Stabilitätsproblemen wie Drillknicken und Biegedrillknicken
Berücksichtigung von Stirnplatten und Quersteifen als Wölbfedern bei der Berechnung von I-Profilen mit automatischer Ermittlung und grafischer Anzeige der Wölbfedersteifigkeit
Grafische Darstellung der Querschnittsverwölbung von Stäben in der Verformungsfigur
Für die Arbeit mit Lastkombinationen bietet Ihnen RFEM 6 eine Reihe von hilfreichen und effizienten Funktionen. Sie können die enthaltenen Lastfälle unter Berücksichtigung der entsprechenden Beiwerte (Teilsicherheits- und Kombinationswerte, Faktoren hinsichtlich Schadensfolgeklassen usw.) in den Lastkombinationen addieren und dann berechnen. Erzeugen Sie automatisch die Lastkombinationen entsprechend der Kombinationsregeln nach Norm. Die Berechnung kann nach Theorie I., II., III. Ordnung oder Durchschlagsproblem erfolgen. Optional können Sie beispielsweise auswählen, ob die Schnittgrößen auf die verformte oder unverformte Struktur bezogen werden sollen.
Verlassen Sie sich auch bei Ergebniskombinationen ganz auf RFEM 6. Zunächst können Sie die enthaltenen Lastfälle in den Ergebniskombinationen berechnen lassen. Anschließend werden diese Ergebnisse unter Berücksichtigung der entsprechenden Faktoren überlagert. In den Ergebniskombinationen können Sie die Ergebnisse von Lastfällen, Lastkombinationen und auch von anderen Ergebniskombinationen überlagern lassen. Standardmäßig werden die Schnittgrößen addiert, es besteht für Sie jedoch die Option einer quadratischen Überlagerung, welche bei Ihren dynamischen Untersuchungen relevant ist.
Die Ergebnisse werden geordnet nach Lastfällen, Querschnitten, Stäben, Stabsätzen oder x-Stellen in übersichtlichen Masken ausgegeben. Über die Selektion der jeweiligen Zeile erhält man detaillierte Angaben zu den geführten Nachweisen.
Sämtliche Material- und Querschnittswerte, Bemessungsschnittgrößen und Nachweisfaktoren werden übersichtlich und für den Anwender nachvollziehbar ausgegeben. Man kann sich den Schnittgrößenverlauf an jeder x-Stelle in einem separaten Fenster grafisch anzeigen lassen.
Stücklisten stabweise/stabsatzweise für die einzelnen Querschnittstypen runden die ausführliche und strukturierte Ergebnisdarstellung ab. Für den Druck der Eingabe- und Ergebnisdaten steht das globale Ausdruckprotokoll in RFEM/RSTAB zur Verfügung.
Möchte man verschiedene Daten weiter bearbeiten, ist ein Export sämtlicher Tabellen nach MS-Excel möglich.