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.
Mit dem Lastassistenten "Lagerreaktionen übernehmen" können Sie in RFEM 6 und RSTAB 9 einfach Reaktionskräfte aus anderen Modellen übernehmen. Der Assistent bietet Ihnen die Möglichkeit, mit wenigen Schritten alle bzw. mehrere Knoten- und Linienlasten verschiedener Modelle miteinander zu verknüpfen.
Die Lastübernahme aus Lastfällen und Lastkombinationen kann automatisch oder manuell erfolgen. Die Modelle müssen dabei im gleichen Dlubal-Center-Projekt gespeichert sein.
Der Lastassistent "Lagerreaktionen übernehmen" unterstützt das Konzept der Positionsstatik und bietet Ihnen die Möglichkeit, die einzelnen Positionen digital miteinander zu koppeln.
Die Pushover-Analyse wird durch einen neu eingeführten Analysetyp in den Lastkombinationen verwaltet. Hier haben Sie Zugriff auf die Auswahl der horizontalen Lastverteilung und -richtung, die Auswahl einer konstanten Belastung, die Auswahl des gewünschten Antwortspektrums für die Ermittlung der Zielverschiebung und die auf die Pushover-Analyse zugeschnittenen Pushover-Analyse-Einstellungen.
In den Pushover-Analyse-Einstellungen können Sie die Schrittweite der ansteigenden horizontalen Belastung modifizieren und die Abbruchbedingung für die Analyse angeben. Zudem lässt sich die Genauigkeit für die iterative Bestimmung der Zielverschiebung mühelos von Ihnen anpassen.
Wussten Sie es schon? Für Lastkombinationen können Sie sich optional die Differenzergebnisse zum Anfangszustand ausgeben lassen. So haben Sie beispielsweise bei der geotechnischen Analyse die Möglichkeit, sich die Setzungen als Differenz zum Anfangszustand "Bodeneigengewicht" ausgeben zu lassen.
Um Massen für die Modalanalyse zu definieren, stehen Ihnen mehrere Möglichkeiten offen. Während Massen aus Eigengewicht automatisch berücksichtigt werden, können Lasten und Massen direkt im Lastfall mit der Modalanalyse berücksichtigt werden. Sie benötigen mehr Möglichkeiten? Wählen Sie aus, ob Gesamtlasten als Massen und Lastanteile in die globale Z-Richtung oder nur die Lastanteile in Richtung der Schwerkraft berücksichtigt werden sollen.
Das Programm bietet Ihnen eine zusätzliche oder alternative Möglichkeit der Massenübernahme: Die manuelle Definition von Lastkombinationen, ab denen Massen in der Modalanalyse berücksichtigt werden. Sie haben eine Bemessungsnorm ausgewählt? Anschließend können Sie eine Bemessungssituation mit dem Kombinationstyp Erdbeben Masse anlegen. Dadurch berechnet das Programm automatisch eine Massensituation für die Modalanalyse nach der gewünschten Bemessungsnorm. Mit anderen Worten: Das Programm erzeugt auf Grundlage der voreingestellten Kombinationsbeiwerte für die gewählte Norm eine Lastkombination. Diese enthält die Massen, welche letztendlich für die Modalanalyse verwendet werden.
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.
Mit dem Start der Analyse in der Anwendung von RFEM bzw. RSTAB stoßen Sie einen Stapelverarbeitungsprozess an. Dieser stellt sämtliche Stab-, Flächen- und Volumendefinitionen des Modells jeweils gedreht mit allen relevanten Beiwerten in den numerischen Windkanal von RWIND Basic. Zudem startet er die CFD-Analyse und gibt die resultierenden Oberflächendrücke für einen ausgewählten Zeitschritt als FE-Netzknotenlasten bzw. Stablasten in die jeweiligen Lastfälle von RFEM bzw. RSTAB wieder zurück.
Diese mit RWIND-Basic-Lasten versehenen Lastfälle sind berechenbar. Sie können sie außerdem mit anderen Lasten in Lastkombinationen und Ergebniskombinationen kombinieren.
Müssen Sie bei Ihren Modellen viele Lastkombinationen berechnen? Dann werden mehrere Solver (einer pro Kern) parallel gestartet, von denen jeder eine Lastkombination rechnet. Dies sorgt für eine bessere Auslastung der Kerne und damit für eine schnellere Berechnung.
Auch hier wird RSTAB Sie zweifellos überzeugen. Mit dem leistungsfähigen Rechenkern, seiner optimierten Vernetzung und Unterstützung von Mehrprozessortechnik ist das Dlubal-Statikprogramm weit vorne. Dadurch können Sie linearere Lastfälle und Lastkombinationen durch mehrere Prozessoren ohne zusätzliche Beanspruchung des Arbeitsspeichers parallel berechnen. Die Steifigkeitsmatrix muss nur einmal aufgebaut werden. So ist es Ihnen möglich, selbst große Systeme mit dem schnellen und direkten Gleichungslöser zu berechnen.
Müssen bei Ihren Modellen viele Lastkombinationen berechnet werden? Dann startet das Programm mehrere Solver parallel (einen pro Kern). Jeder Solver rechnet Ihnen dann eine Lastkombination. Dies führt zu einer besseren Auslastung der Kerne.
Sie können die Entwicklung der Verformung bei Ihrer Berechnung in einem Diagramm gezielt verfolgen und dadurch das Konvergenzverhalten genau beurteilen.
Im Vergleich zu den Zusatzmodulen RF-STABIL (RFEM 5) und RSKNICK (RSTAB 8) sind im Add-On Strukturstabilität für RFEM 6 / RSTAB 9 folgende neuen Features hinzugekommen:
Aktivierung als Eigenschaft eines Lastfalls oder einer Lastkombination
Automatisierte Aktivierung der Stabilitätsberechnung über Kombinationsassistenten für mehrere Lastsituationen in einem Schritt
Inkrementelle Laststeigerung mit benutzerdefinierten Abbruchkriterien
Veränderung der Eigenformnormierung ohne Neuberechnung
Im „Vorspannungslastfall“ gibt Ihnen der Formfindungsprozess ein Strukturmodell mit eingeprägten Kräften aus. Dieser Lastfall zeigt in den Verformungsergebnissen die Verschiebung von der initialen Eingabeposition zur formgefundenen Geometrie. In den kraft- bzw. spannungsbasierten Ergebnissen (Stab- und Flächenschnittgrößen, Volumenspannungen, Gasdrücke, etc.) verdeutlicht er den Zustand zur Aufrechterhaltung der gefundenen Form. Für die Analyse der Formgeometrie bietet Ihnen das Programm einen flächigen Umrisslinienplot mit Ausgabe der absoluten Höhe und einen Neigungsplot zur Visualisierung der Gefällesituation an.
Nun kommt es zur Weiterrechnung und statischen Analyse des Gesamtmodells. Zu diesem Zweck transferiert das Programm die formgefundene Geometrie inklusive der elementweisen Dehnungen in einen universell einsetzbaren Anfangszustand. Nun kann sie in den Lastfällen und Lastkombinationen von Ihnen genutzt werden.
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.
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.
Lassen Sie sich vom Rechenkern, seiner optimierten Vernetzung und der uneingeschränkten Unterstützung von Mehrprozessortechnik überzeugen. Dadurch bieten sich Ihnen Vorteile wie die parallele Berechnung linearer Lastfälle und Lastkombinationen durch mehrere Prozessoren ohne zusätzliche Beanspruchung des Arbeitsspeichers. Die Steifigkeitsmatrix muss nur einmal aufgebaut werden. So können Sie selbst große Systeme mit dem schnellen und direkten Gleichungslöser berechnen. Müssen bei Ihren Modellen viele Lastkombinationen berechnet werden, so startet das Programm mehrere Solver parallel (einen pro Kern). Jeder Solver rechnet dann eine Lastkombination, wodurch der Prozessor besser ausgelastet wird. Sie können die Entwicklung der Verformung bei Ihrer Berechnung in einem Diagramm gezielt verfolgen und dadurch das Konvergenzverhalten genau beurteilen.
Damit Ihre Strukturen sämtlichen Belastungen gewachsen sind, werfen Sie einen Blick in den Dialog 'Lastfälle und Kombinationen'. Hier können Sie Lastfälle anlegen und verwalten. Außerdem werden hier die Einwirkungs- und Lastkombinationen sowie die Bemessungssituationen erzeugt. Sie können den einzelnen Lastfällen die Einwirkungskategorien der gewählten Norm zuweisen. Haben Sie einer Einwirkungskategorie mehrere Lasten zugeordnet, so können diese gleichzeitig oder alternativ (zum Beispiel entweder Wind von links oder Wind von rechts) wirken.
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.
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.
Wählen Sie die individuell passenden Berechnungsparameter für Ihr Projekt aus: Sie können die Berechnung für alle Stabtypen nach Theorie I., II. oder III. Ordnung durchführen. Diese Wahl haben Sie sowohl für Lastfälle als auch für Lastkombinationen. Weitere Berechnungsparameter können Sie spezifisch für die Lastfälle, Last- und Ergebniskombinationen einstellen, wodurch eine hohe Flexibilität in Bezug auf das Berechnungsverfahren und die Detailvorgaben gewährleistet ist.
Lassen Sie Ihr Modell präzise und schnell programmübergreifend analysieren sowie berechnen. Sobald Sie die Analyse in den Schnittstellenprogrammen starten, läuft ein Stapelverarbeitungsprozess ab. Dieser stellt sämtliche Stab-, Flächen- und Volumendefinitionen des RFEM- oder RSTAB-Modells jeweils gedreht und mit allen relevanten Beiwerten in den numerischen Windkanal von RWIND 2. Dort wird das Modell analysiert und die resultierenden Oberflächendrücke werden als FE-Netzknotenlasten bzw. Stablasten in die jeweiligen Lastfälle bei RFEM bzw. RSTAB zurückgebracht. Sie können diese mit RWIND-Lasten versehenen Lastfälle berechnen und einfach mit anderen Lasten in Lastkombinationen und Ergebniskombinationen zusammenführen.
Nach Aktivierung des Zusatzmoduls wird eine neue Symbolleiste freigeschalten sowie der Projektnavigator und die Tabellen erweitert. Die Modellierung der Rohrleitung erfolgt nun analog der Stäbe. Rohrbiegungen werden gleichzeitig über die Tangenten (gerade Rohrabschnitte) und den Radius definiert. Dies erlaubt eine einfache nachträgliche Änderung der Biegungsparameter.
Zudem können die Rohrleitungen im Nachgang durch die Definition spezieller Bauteile (Kompensatoren, Ventile, etc.) erweitert werden. Die Definition wird dabei durch implementierte Bauteilbibliotheken vereinfacht.
Zusammenhängende Abschnitte werden als Rohrleitungssätze definiert. Für die Belastung der Rohrleitungen sind Stablasten zu den jeweiligen Lastfällen zuzuordnen. Die Kombination der Lasten erfolgt in Rohrleitungs-Lastkombinationen sowie Ergebniskombinationen. Nach der Berechnung lassen sich Verformungen, Stabschnittgrößen sowie Auflagerkräfte grafisch wie tabellarisch ausgeben.
Die Spannungsbemessung analog den Normen erfolgt im Anschluss im Bemessungsmodul RF-PIPING Design. Es sind lediglich die Rohrleitungssätze sowie Lastsituationen zu wählen.
Nach dem Start des Moduls wählt man zunächst die Anschlussgruppe (Biegesteife Verbindungen) und danach die Anschlusskategorie und den Anschlusstyp (Stirnplattenstoß oder Laschenstoß) aus. Nun werden die nachzuweisenden Knoten aus dem RFEM-/RSTAB-Modell gewählt. RF-/JOINTS Stahl - Biegesteif erkennt automatisch die anschließenden Stäbe und stellt anhand ihrer Lage fest, ob es sich um Stützen oder Träger handelt. Hier kann vom Anwender gezielt eingegriffen werden.
Sollen bestimmte Stäbe von der Berechnung ausgeschlossen werden, lassen sich diese deaktivieren. 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.
Mit dieser Funktion besteht die Möglichkeit, das FE-Netz an Flächen automatisch verfeinern zu lassen. Die Netzverfeinerung erfolgt schrittweise. In jedem Schritt wird ein neues FE-Netz entsprechend der numerischen Fehlerauswertung des vorigen Schrittes erzeugt. Der numerische Fehler wird anhand der Ergebnisse an Flächenelementen ausgewertet und basiert auf der Energieformulierung von Zienkiewicz-Zhu.
Die Fehlerauswertung erfolgt für eine lineare statische Analyse. Es wir ein Lastfall (oder eine Lastkombination) ausgewählt, für den das FE-Netzt erzeugt wird. Das FE-Netz wird dann für alle Berechnungen verwendet.
Definition benutzerdefinierter Zeitdiagramme als Funktion der Zeit, tabellarisch oder harmonisch
Zeitdiagramme werden mit RFEM-/RSTAB-Lastfällen oder Lastkombinationen kombiniert (dies ermöglicht die Definition von zeitlich veränderlichen Knoten-, Stab- und Flächenlasten sowie freien und generierten Lasten)
Kombination von mehreren unabhängigen Erregerfunktionen möglich
Nichtlineare Zeitverlaufsanalyse mit implizitem Newmark-Solver (nur RFEM) oder explizitem Solver
Strukturdämpfung wird über die Rayleigh-Dämpfungskoeffizienten definiert.
Anfangsverformungen können aus einem Lastfall importiert werden (nur RSTAB)
Steifigkeitsmodifikationen als Anfangsbedingungen möglich, z. B. Normalkrafteinfluss, deaktivierte Stäbe (nur RSTAB)
Grafische Ergebnisdarstellung in einem Zeitverlaufsdiagramm
Export von Ergebnissen in benutzerdefinierten Zeitschritten oder als Umhüllende
Die Ergebnisse des Formfindungsprozesses sind eine neue Form und dazugehörige innere Kräfte. Übliche Ergebnisse wie Verformungen, Kräfte, Spannungen etc. können im RF‑FORMFINDUNGS-Fall angezeigt werden.
Diese vorgespannte Form ist als Anfangszustand für alle anderen Lastfälle und Lastkombinationen bei der statischen Berechnung verfügbar.
Zur Erleichterung der Definition von Lastfällen kann die NURBS-Transformation verwendet werden (Berechnungsparameter/Formfindung). Dieses Leistungsmerkmal verschiebt die ursprünglichen Flächen und Seile in die Position nach der Formfindung.
Wenn die Rasterpunkte der Flächen oder die Definitionsknoten der NURBS-Flächen verwendet werden, können freie Lasten an ausgewählten Teilen der Struktur liegen.
Die Formfindungsfunktion wird im Dialog Basisangaben, Register Optionen aktiviert. Vorspannungen (oder geometrische Anforderungen für Stäbe) lassen sich in den Parametern für Flächen und Stäbe definieren. Der Formfindungsprozess wird durch die Berechnung des Falls RF-FORMFINDUNG durchgeführt.
Arbeitsschritte:
Erstellung des Modells in RFEM (Flächen, Träger, Seile. Lager, Materialdefinition etc.)
Festlegung der erforderlichen Vorspannung für Membranen und Kraft oder Länge/Durchhang für Stäbe (z. B. Seile)
Optionale Berücksichtigung anderer Lasten für den Formfindungsprozess in speziellen Formfindungslastfällen (Eigengewicht, Druck, Stahlknotengewicht etc.)
Festlegung von Lasten und Lastkombinationen für weitere statische Berechnungen
In der ersten Ergebnistabelle erhält man den maximalen Ausnutzungsgrad mit dem zugehörigen Nachweis je bemessenem Lastfall (Lastkombination/Ergebniskombination).
In den weiteren Ergebnistabellen werden alle Detailergebnisse thematisch in erweiterbaren Baummenüs aufgeführt. Alle Zwischenergebnisse entlang der Stäbe können an jeder Stelle abgelesen werden. Dadurch kann genau nachvollzogen werden, wie das Modul die einzelnen Nachweise führt.
Die gesamten Moduldaten sind Teil des RFEM/RSTAB-Ausdruckprotokolls. Der Inhalt des Protokolls und die gewünschte Tiefe der Ausgabe für die einzelnen Nachweise lassen sich gezielt selektieren.