Im Kombinationsassistenten haben Sie die Möglichkeit, mehr als einen Anfangszustand zu berücksichtigen. RFEM und RSTAB erlauben Ihnen, in der Kombinatorik unterschiedliche Anfangszustände (Vorspannung, Formfindung, Dehnung, etc.) für die Zielkombinationen vorzugeben.
Damit können Sie z. B. Lastzustände auf Basis einer Formfindungsanalyse mit wechselnden Imperfektionen generieren.
Im Imperfektionsfall "Gruppe der Imperfektionsfälle" können Sie mehrere geometrische Imperfektionsfälle erfassen. Somit haben Sie die Möglichkeit, GMNIA-Analysen durchzuführen, bei denen mehrere geometrische Imperfektionen überlagert werden müssen.
Sie sehen es bereits im Bild: Auch Imperfektionen können Sie bei der Definition eines Modalanalyse-Lastfalls berücksichtigen. Die Imperfektionstypen, welche Sie in der Modalanalyse anwenden können, sind fiktive Lasten aus Lastfall, Anfangsschwingung mittels Tabelle, statische Verformung, Knicklängenbeiwert, dynamische Eigenform und Gruppe der Imperfektionsfälle.
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))
Die Organisation von Imperfektionen wird durch Imperfektionsfälle effizient gelöst. Die Fälle erlauben Ihnen eine Imperfektionsbeschreibung aus lokalen Imperfektionen, Ersatzlasten, Anfangsschiefstellung über Tabelle (neu), einer statischen Verformung, einer Knickfigur, einer dynamischen Eigenform oder einer Kombination aus all diesen Typen (neu).
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
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
Die Berechnung der Wölbkrafttorsion führen Sie am Gesamtsystem durch. Dabei berücksichtigen Sie den zusätzlichen 7. Freiheitsgrad für die Stabberechnung. Die Steifigkeiten der angeschlossenen Strukturelemente werden dadurch automatisch berücksichtigt. Dadurch müssen Sie keine Ersatzfedersteifigkeiten oder Lagerungsbedingungen für ein herausgelöstes System definieren.
Die Schnittgrößen aus der Berechnung mit Wölbkrafttorsion können Sie anschließend in den Add-Ons zur Bemessung nutzen. Berücksichtigen Sie das Wölbbimoment und sekundäre Torsionsmoment abhängig von Material sowie der gewählten Norm. Ein typischer Anwendungsfall ist hier der Stabilitätsnachweis nach Theorie II. Ordnung mit Imperfektionen im Stahlbau.
Wussten Sie schon? Die Anwendung ist nicht nur auf dünnwandige Stahlquerschnitte beschränkt. Dadurch ermöglicht sie beispielsweise auch eine Berechnung des ideellen Kippmomentes von Balken mit massiven Holzquerschnitten.
Für die Kombination von Einwirkungen sind Sie hier an der richtigen Stelle. Wenn Sie diese in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit kombinieren, können Sie zwischen den verschiedenen Bemessungssituationen nach der Norm wählen (zum Beispiel GZT (STR/GEO) - Ständig/vorübergehend, GZG - Quasi-ständig). Optional können Sie zudem Imperfektionen in die Kombination einbinden sowie Lastfälle auswählen, die nicht mit anderen kombiniert werden sollen (zum Beispiel Montagelast Dach nicht mit Schneelast).
Wenn Sie mit Lasten arbeiten, finden Sie hier eine Auswahl an hilfreichen Funktionen. Für Stab- und Flächenlasten stehen Ihnen vielfältige Lastarten zur Verfügung (Kraft, Moment, Temperatur, Vorkrümmung usw.). Stablasten können Sie Stäben, Stabsätzen oder Stablisten zuweisen. Bei Imperfektionen lassen sich Schiefstellung und Vorkrümmung präzise nach Eurocode, der amerikanischen Norm ANSI/AISC 360, der kanadischen Norm CSA S16 usw. ermitteln.
Planen Sie Ihre Bauwerke europaweit normgerecht und sicher. In den beiden Hauptprogrammen RFEM 6 und RSTAB 9 können Sie einfach und effizient Last- und Ergebniskombinationen nach Eurocode 0 (EN 1990) generieren. Zudem ist es Ihnen möglich, in beiden Programmen Imperfektionen nach Eurocode zu ermitteln. Dabei werden die Einwirkungen den Einwirkungstypen der Norm zugeordnet. Entsprechend der gewählten Bemessungssituationen kombinieren RFEM und RSTAB anschließend die Lastfälle.
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.
Für die Kombination der Einwirkungen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit kann zwischen den verschiedenen Bemessungssituationen nach Norm gewählt werden (z. B. GZT (STR/GEO) - Ständig/vorübergehend, GZG - Quasi-ständig usw.). Optional lassen sich Imperfektionen in die Kombination einbinden sowie Lastfälle auswählen, die nicht mit anderen kombiniert werden sollen (z. B. Montagelast Dach nicht mit Schneelast).
Für Stab- und Flächenlasten stehen vielfältige Lastarten zur Verfügung (Kraft, Moment, Temperatur, Vorkrümmung etc.). Stablasten können Stäben, Stabsätzen oder Stablisten zugewiesen werden. Bei Imperfektionen lassen sich Schiefstellung und Vorkrümmung nach Eurocode oder der amerikanischen Norm ANSI/AISC 360 ermitteln.
Imperfektionen können auf Stäbe, Stablisten und Stabzüge angesetzt werden. Die Nummerierung der Stäbe spielt keine Rolle. Das Zusatzmodul SUPER-EK ermöglicht ein positions-, d. h. dateiübergreifendes Kombinieren von Lastfällen. Damit lassen sich unterschiedliche Bauzustände erfassen.
Die Ausgabe aller Nachweise erfolgt in thematisch gegliederten Tabellen. Dabei wird stets eine Querschnittsgrafik angezeigt, die die aktuellen Tabellenwerte veranschaulicht. Bei den Bemessungsdetails werden auch alle Zwischenwerte ausgewiesen.
Allgemeiner Spannungsnachweis
Für den Kranbahnträger wird der allgemeine Spannungsnachweis mit Berechnung der vorhandenen Spannungen und einer Gegenüberstellung mit den Grenznormal-, Grenzschub- und Grenzvergleichsspannungen geführt. Für die Schweißnähte wird ebenfalls der allgemeine Spannungsnachweis geführt, der die parallelen und senkrechten Schubspannungen und deren Überlagerung umfasst.
Ermüdungs- bzw. Betriebsfestigkeitsnachweis
Der Ermüdungsnachweis wird für bis zu drei gleichzeitig wirkende Krane auf Grundlage des Nennspannungskonzepts nach EN 1993-1-9 geführt. Beim Betriebsfestigkeitsnachweis nach DIN 4132 wird der Spannungsverlauf der Kranüberfahrten für jeden Spannungspunkt aufgezeichnet und mit der Rain-Flow -Methode ausgewertet.
Beulnachweis
Der Beulnachweis erfolgt unter Berücksichtigung einer örtlichen Radlasteinleitung nach EN 1993-6 oder DIN 18800-3.
Verformungsnachweis
Der Verformungsnachweis wird getrennt für die vertikale und die horizontale Richtung geführt. Dabei werden die vorhandenen bezogenen Verschiebungen mit den zulässigen Werten verglichen. Die zulässigen Verformungsverhältnisse können benutzerdefiniert festgelegt werden.
Biegedrillknicknachweis
Der Nachweis gegen Biegedrillknicken erfolgt nach Biegetorsionstheorie II. Ordnung unter Ansatz von Imperfektionen. Dabei muss der allgemeine Spannungsnachweis erbracht werden, wobei der kritische Lastfaktor nicht kleiner als 1,00 sein darf. KRANBAHN weist daher für alle Lastkombinationen des Spannungsnachweises auch den zugehörigen kritischen Lastfaktor aus.
Auflagerkräfte
Das Programm ermittelt sämtliche Auflagerkräfte aus charakteristischen Lasten inkl. dynamischer Faktoren.
Die Eingabe von Geometrie, Material, Querschnitten, Einwirkungen und Imperfektionen erfolgt in übersichtlich strukturierten Masken:
Geometrie
Schnelle und komfortable Systemeingabe
Definition der Lagerbedingungen anhand verschiedener Lagertypen (Gelenkig, Gelenkig verschieblich, Eingespannt, Benutzerdefiniert, Seitliche Halterung am Ober- oder Untergurt)
Optionale Vorgabe einer Wölbbehinderung
Variable Anordnung von starren und verformbaren Auflagersteifen
Einfügen von Gelenken möglich
Kranbahnprofile
I-förmige Walzprofile (I, IPE, IPEa, IPEo, IPEv, HE-B, HE-A, HE-AA, HL, HE-M, HE, HD, HP, IPB-S, IPB-SB, W, UB, UC, weitere Reihen nach AISC, ARBED, British Steel, Gost, TU, JIS, YB, GB usw.) kombinierbar mit Profilverstärkung des Obergurts (Winkel oder U-Profil) sowie mit Schiene (SA, SF) oder Lasche mit benutzerdefinierten Abmessungen
Unsymmetrische I-Profile (Typ IU) ebenfalls kombinierbar mit Profilverstärkung des Obergurts sowie mit Schiene oder Lasche
Einwirkungen
Es lassen sich Einwirkungen aus bis zu drei gleichzeitig betriebenen Kranen erfassen. Im einfachsten Fall wählt man einen benutzerdefinerten Kran aus der Bibliothek. Die Eingaben können aber auch manuell erfolgen:
Anzahl der Krane und Kranachsen (maximal 20 je Kran), Achsabstände, Lage der Kranpuffer
Einordnung nach EN 1993-6 in Schadensklasse mit editierbaren dynamischen Beiwerten und nach DIN 4132 in Hubklasse und Beanspruchungsgruppe bzw. -klasse
Vertikale und horizontale Radlasten aus Eigengewicht, Hublast, Massenkräfte aus Antrieb sowie Lasten aus Schräglauf
Axiale Belastung in Fahrtrichtung sowie Pufferkräfte mit frei definierbaren Exzentrizitäten
Ständige und veränderliche Zusatzlasten mit frei definierbaren Exzentrizitäten
Imperfektionen
Der Imperfektionsansatz erfolgt in Anlehnung an die erste Eigenschwingungsform - wahlweise identisch für alle zu berechnenden Lastkombinationen oder individuell für jede Lastkombination, da sich die Eigenformen je nach Belastung auch ändern können.
Zur Skalierung der Eigenformen stehen komfortable Werkzeuge zur Verfügung (Ermittlung von Stichmaßen für Vorverdrehung und Vorkrümmung).
Das Modul wertet die Vorformung eines Lastfalls, die Eigenformen einer Stabilitätsberechnung oder einer dynamischen Berechnung aus. Aufgrund dieser Ausgangsverformung kann entweder das Modell vorverformt werden oder es kann ein Lastfall mit Ersatzimperfektionen für Stäbe erzeugt werden.
Für Tragwerke mit Flächen- und Volumenelementen (nur RFEM) sowie mit Stäben eignet sich besonders das vorverformte Ersatzmodell. Der Anwender braucht nur noch den Maximalwert vorgeben, auf den die Verformung skaliert werden soll. Alle FE-Knoten bzw. Modellknoten werden dann affin zur Ausgangsverformung skaliert.
Ersatzimperfektionen eignen sich für Stabwerke. In einer zusätzlichen Maske sind die Schiefstellungen und Vorkrümmungen von Stäben und Stabsätzen zu definieren. Sie können entweder automatisch nach Normen erzeugt oder manuell definiert werden. Folgende Normen stehen zur Auswahl:
EN 1992:2004
EN 1993:2005
DIN 18800:1990-11
DIN 1045-1:2001-07
DIN 1052:2004-08
Es wird immer nur die Imperfektion angesetzt, die sich entsprechend der Ausgangsverformung am jeweiligen Stab ergibt. Außerdem können die Abminderungsfaktoren berücksichtigt werden. Somit ist ein wirtschaftlicher Ansatz der Imperfektion möglich.
Umfangreiche und komfortable Optionen in den Eingabemasken erleichtern die Abbildung des statischen Systems:
Knotenlager
Die Lagerungsart jedes Knotens kann explizit bearbeitet werden.
Eine Wölbversteifung lässt sich an jedem Knoten definieren. Die resultierende Wölbfeder wird automatisch über die Eingabeparameter ermittelt.
Elastische Stabbettung
Liegt eine elastische Stabbettung vor, können die Federkonstanten manuell eingegeben werden.
Alternativ werden die vielfältigen Möglichkeiten zur Definition der Dreh- und Wegfeder aus einem Schubfeld genutzt.
Stabendfedern
RF-/FE-BGDK berechnet die Federkonstanten automatisch. Über Dialoge mit Detailbildern lassen die Kennwerte einer Wegfeder durch ein anschließendes Bauteil, einer Drehfeder durch eine anschließende Stütze oder einer Wölbversteifung (Typauswahl zwischen Stirnplatte, U-Profil, Winkel, angeschlossene Stütze, Trägerüberstend) vom Programm ermitteln.
Stabendgelenke
Wurden in RFEM/RSTAB noch keine Stabendgelenke für den Stabsatz definiert, kann man diese explizit für RF-/FE-BGDK festlegen.
Lastangaben
Die Knoten- und Stablasten für die ausgewählten Lastfälle und Lastkombinationen werden in separaten Masken verwaltet. Dort können sie einzeln bearbeitet, gelöscht oder ergänzt werden.
Imperfektionen
Die Imperfektionen werden automatisch von RF-/FE-BGDK durch eine Skalierung der niedrigsten Eigenform angesetzt.
Nach der Berechnung werden die Verformungen, Schnittgrößen, Lagerkräfte und Spannungen ausgegeben. Da die Wölbkrafttorsion berücksichtigt wird, sind auch die Verläufe des Wölbbimoments sowie des primären und sekundären Torsionsmoments verfügbar. Für Stabilitätsnachweise wird mit Imperfektionen gerechnet und der kritische Lastfaktor bestimmt, der zur Ermittlung von Mki und Nki benutzt werden kann.
Neben den tabellarischen Ergebniswerten wird die zugehörige Querschnittsgrafik angezeigt. In RFEM/RSTAB sind die diversen Ergebnisse im Stabmodell durch verschiedene Farben gekennzeichnet. Die Farb- und Wertezuweisungen sind modifizierbar.
Über die Darstellung der Ergebnisverläufe im Stabsatz ist eine gezielte Auswertung gewährleistet. Jeder Zwischenwert kann abgegriffen werden. Alle Tabellen können nach MS Excel oder in eine CSV-Datei exportiert werden. Ein Dialog regelt die notwendigen Exportangaben.
Bei dieser Art der Generierung wird ein ganz normaler Lastfall angelegt, der die Ersatzimperfektionen enthält. Dieser Lastfall kann noch manuell verändert werden.
In den Lastkombinationen lässt sich dieser Lastfall dann mit den 'normalen' Lastfällen kombinieren.
Bei der Generierung eines vorverformten FE-Netzes in RFEM werden die Daten für die Verschiebung jedes einzelnen Knotens intern abgespeichert. Sie können in RFEM für die Berechnung von Lastkombinationen genutzt werden. Zur Kontrolle wird die Vorverformung in Tabellenform und grafisch ausgegeben.
Sollen die Knoten des Modells verschoben werden, dann werden die Knotenkoordinaten direkt nach dem Generieren verändert. Bei der Generierung von Ersatzimperfektionen erzeugt das Modul einen normalen Lastfall, der die Stab-Imperfektionen enthält. Die generierten Imperfektionen werden zur Kontrolle sowohl tabellarisch als auch grafisch dargestellt.