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
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 Stahlanschüsse können Sie die Steifigkeiten der Anschlüsse klassifizieren.
Für die gewählten Schnittgrößen N, My und/oder Mz werden neben der Anfangssteifigkeit auch die Grenzwerte für gelenkige und starre Anschlüsse ausgegeben. Die sich daraus ergebene Klassifizierung wird anschließend mit "gelenkig", "nachgiebig" oder "starr" tabellarisch dargestellt.
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
Was Plastische Gelenke sind? Ganz einfach – Plastische Gelenke nach FEMA 356 helfen Ihnen dabei, Pushover-Kurven zu erstellen. Dabei handelt sich um nichtlineare Gelenke mit voreingestellten Fließkennwerten und Akzeptanzkriterien für Stäbe aus Stahl (Kapitel 5 der FEMA 356).
Die Ergebnisse für Stäbe können grafisch über die Navigator-Kategorie Stabendgelenke angezeigt werden. Die numerischen Stabendgelenkergebnisse finden Sie in der Tabellen-Kategorie Ergebnisse stabweise. Zur Analyse und Dokumentation von Verformungs- und Kraftergebnissen im Bereich der Stabendgelenke sind die Tabellen Stabendgelenke Verformungen und , Stabendgelenke Kräfte vorhanden.
Die Tabelle listet die Verformungen und Kräfte eines jeden Stabes für die Stellen auf, die im Ergebnistabellen-Manager festgelegt sind. Dort können Sie auch steuern, welche Extremwerte ausgegeben werden.
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.
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
Bemessung von Mauerwerks-Scheibenstrukturen auf Druck und Schub am Gebäudemodell oder Einzelmodell
Automatische Ermittlung der Steifigkeit des Wand-Deckengelenkes
Umfangreiche Materialdatenbank für nahezu alle, auf dem österreichischen Markt erhältlichen Stein-Mörtel-Kombinationen (Produktpalette wird kontinuierlich erweitert, auch für weitere Länder)
Automatische Ermittlung der Materialwerte gemäß Eurocode 6 (ÖN EN 1996-X)
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
Sie haben die gesamte Struktur in RFEM erstellt? Sehr gut, nun ordnen Sie die einzelnen Bauteile sowie Lastfälle den entsprechenden Bauzuständen zu. Dabei können Sie in den jeweiligen Bauzuständen beispielsweise die Gelenkdefinitionen von Stäben und Lagern modifizieren.
Modellieren Sie damit Systemänderungen, wie diese z. B. beim abschnittsweisen Verguss von Brückenträgern oder Stützensenkungen vorkommen. Anschließend ordnen Sie die in RFEM erstellten Lastfälle den Bauzuständen als ständige oder nicht-ständige Last zu.
Wussten Sie schon? Die Kombinatorik ermöglicht es Ihnen, die ständigen und nicht-ständigen Lasten in Lastkombinationen zu überlagern. So ist es Ihnen z. B. möglich, die maximalen Schnittgrößen aus verschiedenen Kranstellungen zu ermitteln oder nur in einem Bauzustand vorhandene Montagelasten zu berücksichtigen.
Verlieren Sie auch Steifigkeiten und Anfangsverformungen nicht aus dem Blick. In den einzelnen Lastfällen bzw. Lastkombinationen können Sie entweder für alle oder für ausgewählte Stäbe die Steifigkeiten von Materialien, Querschnitten, Knotenlagern, Linienlagern, Flächenlagern, Stabendgelenken und Liniengelenken modifizieren. Zudem ist es Ihnen möglich, Anfangsverformungen aus anderen Lastfällen bzw. Lastkombinationen zu berücksichtigen.
Wenn Sie mit Nichtlinearitäten arbeiten, lassen Sie sich am besten von diesem Feature unterstützen. Hier können zum Beispiel Fließen, Reibung, Reißen und Schlupf für Stabendgelenke und Lagerungen vorgegeben werden. Zudem stehen Ihnen spezielle Dialoge zur Verfügung, mit denen Sie die Federsteifigkeiten von Stützen und Wänden aus den Geometrievorgaben ermitteln können.
Für die Ausgabe der Kräfte und Verformungen von Gelenken und Freigaben existieren in RFEM folgende Tabellen:
4.45 Liniengelenke - Verformungen
4.46 Liniengelenke - Kräfte
4.47 Stabendgelenke - Verformungen
4.48 Stabendgelenke - Kräfte
4.49 Knotenfreigaben - Verformungen
4.50 Knotenfreigaben - Kräfte
4.51 Linienfreigaben - Verformungen
4.52 Linienfreigaben - Kräfte
Die Tabellen lassen sich im Ausdruckprotokoll ausgeben. Zudem können die Ergebnisse in Liniengelenken und Linienfreigaben grafisch angezeigt werden. Die Steuerung erfolgt über den Projekt-Navigator - Ergebnisse.
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)
Die Stabendgelenk-Nichtlinearität „Gerüst – N / phiy phiz“ und „Gerüstdiagramm“ erlaubt die mechanische Simulation eines gesteckten Rohrstoßes mit innerem Rohrstummel zwischen zwei Stabelementen.
Das Ersatzmodell überträgt abhängig von dem Druckzustand am Stabende das Biegemoment über das überdrückte Außenrohr und nach Formschluss zusätzlich über den inneren Rohrstummel.
Prüffähiges Ausdrucksprotokoll mit allen erforderlichen Nachweisen. Als Ausgabesprachen stehen viele Sprachen zur Verfügung u. a. Deutsch, Englisch, Französisch, Italienisch, Spanisch, Russisch, Tschechisch, Polnisch, Portugiesisch, Chinesisch, Niederländisch.
Im Nachweis der Tragfähigkeit wird die Steifigkeit der Gelenke durch den Teilsicherheitsbeiwert dividiert und im Gebrauchstauglichkeitsnachweis wird mit den mittleren Steifigkeiten gerechnet. Die Grenzwerte für Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit können ebenfalls separat eingestellt werden.
Behalten Sie immer die Übersicht, indem Sie den verschiedenen Objekten Ihrer Struktur unterschiedliche Farben zuordnen. So wird die Rendering-Darstellung der Konstruktion noch übersichtlicher; und Sie erkennen mit einem Blick das Wesentliche.
Dabei können Sie zwischen Materialien, Querschnitten, Stabtypen, Stabendgelenken, Flächentypen – Geometrie, Flächentypen – Steifigkeit, Flächendicken, Volumenkörpertypen, Flächenseiten, benannten Sichtbarkeiten und Knicklängenbeiwerten unterscheiden.
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.
Da RF-/STAHL Wölbkrafttorsion voll in RF-/STAHL EC3 und RF-/STAHL AISC integriert ist, erfolgt die Eingabe gleichermaßen wie bei der üblichen Bemessung in diesen Modulen. In den Detaileinstellungen muss lediglich die Wölbkraftanalyse aktiviert werden (siehe Bild rechts). Die max. Anzahl der Iterationen kann hier ebenso definiert werden.
Die Torsions-Bemessung erfolgt in RF-/STAHL EC3 und RF-/STAHL AISC für Stabsätze. Für diese lassen sich Randbedingungen wie Knotenlager und Stabendgelenke definieren. Ebenso können die Imperfektionen für die nichtlineare Berechnung festgelegt werden.
Nach dem Start des Moduls wählt man den Anschlusstyp (momententragfähiger oder gelenkiger I-Trägeranschluss) aus. Grafisch lassen sich nun die einzelnen Knoten aus dem RFEM/RSTAB-Modell wählen.
RF-/JOINTS Stahl - DSTV erkennt automatisch das Profil mit dem zugehörigen Material und prüft zunächst, ob nach dem DSTV-Ringbuch ein Anschluss möglich ist. Für mehrere Stellen im Tragwerk können konstruktiv gleichartige Anschlüsse ausgeführt werden.