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Die vorgeschlagene Verbindung kann auf alle ausgewählten Knoten im Tragwerk angewendet werden
Die Lage der Verbindung kann über das Register 'Basis' im Add-On-Dialog festgelegt werden
Die Bemessung wird für alle Verbindungen im Tragwerk durchgeführt und die Ergebnisse können nach der Berechnung an allen Anschlüssen angezeigt werden.
In der Tabelle werden die Ergebnisse für die einzelnen Verbindungen ausgewiesen, wobei jede Verbindung wird bemessen und kann separat gespeichert werden
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.
Nachdem in RFEM mit Hilfe von RF-PIPING die Rohrleitungen modelliert sowie die Lasten, Last- und Ergebniskombinationen definiert wurden, kann in RF-PIPING Design die Spannungsbemessung für die Rohrleitungen erfolgen.
Dazu werden zunächst die zu bemessenden Rohrleitungen sowie die entsprechenden Lasten, Last- bzw. Ergebniskombinationen ausgewählt. In der Datenbank stehen eine Vielzahl an Materialien der Normen EN 13480-3, ASME B31.1-2012 und ASME B31.3-2012 zur Verfügung.
Nach der Bemessung werden die Ergebnisse in diversen Masken übersichtlich ausgegeben z. B. querschnittsweise, rohrleitungsweise oder stabweise. Der Auslastungsgrad lässt sich ebenso grafisch in RFEM am Gesamtmodell darstellen. Dadurch lassen sich kritische oder überdimensionierte Bereiche auf einen Blick erkennen.
Neben den tabellarischen Ein- und Ausgabedaten einschließlich Bemessungsdetails können sämtliche Grafiken in das Ausdruckprotokoll eingebunden werden. Damit ist die nachvollziehbare und anschauliche Dokumentation gewährleistet. Der Inhalt des Protokolls und die gewünschte Tiefe der Ausgabe für die einzelnen Nachweise lassen sich gezielt selektieren.
Im Add-On Stahlanschlüsse haben Sie die Möglichkeit, Verbindungen von Stäben mit zusammengesetzten Querschnitten zu bemessen. Zudem können Sie Anschlussbemessungen für nahezu alle dünnwandigen Querschnitte der RFEM-Bibliothek durchführen.
Im Add-On Holzbemessung für RFEM können Sie neben Stäben auch Flächen nach Eurocode 5, SIA 265 (Schweizer Norm), CSA O86 (kanadische Norm) oder ANSI/AWC NDS (amerikanische Norm) bemessen, z. B. Brettsperrholz, Brettschichtholz, Nadelholz, Holzwerkstoffe usw.
Das Programm RWIND Simulation erlaubt durch den Ansatz einer modifizierten Wandrandbedingung die Berücksichtigung einer Oberflächenrauigkeit der Modelloberfläche. Das numerische Modell dahinter basiert auf der Annahme, dass auf der Modelloberfläche, ähnlich eines Schleifpapiers, homogen aneinandergereihte Körner mit einem bestimmten Durchmesser sitzen. Der Korndurchmesser wird hierbei mit dem Parameter Ks und die Verteilung mit dem Parameter Cs beschrieben. Mit Berücksichtigung der Wandrauigkeit kann die numerische Strömungssimulation die Realität näher erfassen.
Auch kaltgeformte Stahlstäbe können nach AISI S100-16/CSA S136-16 in RFEM 6 bemessen werden. Die Bemessung erfolgt über die Auswahl von "AISC 360" oder "CSA S16" als Norm im Add-On Stahlbemessung. Anschließend wird für die Bemessung der kaltgeformten Profile automatisch "AISI S100" bzw. "CSA S136" ausgewählt.
RFEM verwendet die Direct Strength Method (DSM), um die elastische Knicklast des Stabes zu berechnen. Dieses Verfahren bietet zwei Arten von Lösungen, numerisch (Finite Strip Method) und analytisch (Spezifikation). Bei den Querschnitten können die FSM-Signaturkurve und die Knickfiguren eingesehen werden.
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 haben die Möglichkeit, die vorhandene Flächenbewehrung automatisch auszulegen, um die erforderliche Bewehrung abzudecken. Dabei können Sie wählen, ob der Bewehrungsdurchmesser oder der Stababstand automatisch ausgelegt werden soll.
Im Zusatzmodul werden die zu bemessenden Flächen ausgewählt (z. B. per Pick-Funktion). Die Geometrie der Glasscheibe wird, genauso wie die Lasten, aus dem RFEM-Modell importiert.
Anschließend ist zu entscheiden, ob die Berechnung ohne den Einfluss der Umgebungsstruktur (lokale Berechnung) oder unter Berücksichtigung dieses Einflusses (globale Berechnung) stattfinden soll. Wird die Berechnungsart Lokal eingestellt, so wird jede für die Bemessung ausgewählte Fläche vom Modell abgelöst und einzeln berechnet.
Bei der Berechnungsart Global wird die Gesamtstruktur einschließlich eingegebener Glasscheiben berücksichtigt. Sämtliche Daten zum Glasschichtaufbau und den Glaseigenschaften der einzelnen Schichten werden in den Eingabemasken von RF-GLAS festgelegt. Es können die Schichttypen Glas, Folie und Gas ausgewählt werden. Das gewünschte Material kann direkt aus der Bibliothek, die eine große Anzahl an Materialien enthält, übernommen werden.
Alle Parameter der einzelnen Schichten können einschließlich ihrer Dicken bearbeitet werden. Zudem können etliche unterschiedliche Schichtaufbauten in RF-GLAS angelegt werden, sodass verschiedene Glasarten zusammen bemessen werden können.
Bei Isolierverglasung können äußere Lasten sowie Lasten aus Temperatur, atmosphärischem Druck und Höhenänderungen für die Berechnung berücksichtigt werden. Diese Lasten werden in RF-GLAS auf der Grundlage von klimatischen Lastparametern automatisch berechnet. Wurde die lokale Berechnungsart ausgewählt, so müssen Linienlager, Knotenlager und Randstäbe der Flächen in RF-GLAS festgelegt werden. Diese Lager und Stäbe werden nur in RF-GLAS berücksichtigt und beeinflussen das in RFEM erstellte Modell nicht.
Nachdem in der ersten Eingabemaske der Verankerungstyp und die Bemessungsnorm ausgewählt wurden, wird in Maske 1.2 der Knoten definiert, der aus RFEM/RSTAB importiert und an dem die Fußpunktverankerung bemessen werden soll.
Optional kann hier manuell ein Stützenquerschnitt/ -material definiert werden. In den weiteren Eingabemasken werden dann die Parameter des Fußpunktes festgelegt, wie z. B. Fußplatte, Anker, Schubdübel, Steifen usw. Die Belastung wird von RFEM/RSTAB übernommen, bzw. bei manueller Anschlussdefinition werden Lasten eingegeben.
Im Add-On Stahlanschlüsse können Sie Verbindungen nach der amerikanischen Norm ANSI/AISC 360-16 bemessen. Folgende Nachweisverfahren sind für Sie integriert:
In RFEM und RSTAB können Sie Stäbe mit dem Materialtyp "Furnierschichtholz" bemessen. Folgende Hersteller stehen Ihnen dabei zur Verfügung:
Pollmeier (Baubuche)
Metsä (Kerto LVL)
STEICO
Stora Enso
In der Tragfähigkeitskonfiguration ist es Ihnen möglich, Festigkeitsbeiwerte zur Erhöhung der Festigkeiten entsprechend zu berücksichtigen. Beiwerte, die Festigkeiten reduzieren, werden unabhängig davon automatisch berücksichtigt. Probieren Sie es aus!
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.
Ihre Möglichkeiten in der Holzbemessung sind vielfältig. Sie können Faseranschnittswinkel, Querzugspannungen und volumenabhängige Krümmungsradien für gevoutete sowie gekrümmte Stäbe berücksichtigen. Wollen Sie einen Faseranschnitt bemessen, wird die Festigkeit bei Biegezug oder Biegedruck entsprechend angepasst. Um Ihnen den Nachweis für Stabilität auch mit dem Ersatzstabverfahren zu ermöglichen, führen Sie einfach die Höhe zur Ermittlung der Knick- und Kipplängen in einem Abstand von 0,65 x h zum eigentlichen Nachweispunkt.
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.
Bei der globalen Berechnung wird die Steifigkeit, die anhand eines ausgesuchten Schichtaufbaus sowie einer bestimmten Glasgeometrie berechnet wird, jeder Fläche zugewiesen. Anschließend wird die Berechnung mit der Plattentheorie fortgesetzt. Dabei kann gewählt werden, ob der Schubverbund der Schichten berücksichtigt werden soll oder nicht.
Ist die lokale Berechnung eingestellt, kann eine 2D- oder 3D-Berechnung angegeben werden. Zweidimensionale Berechnung heißt, dass die Einscheiben- oder Verbundscheibenverglasung wie eine Fläche modelliert wird, deren Dicke basierend auf einer ausgewählten Aufbau- und Glasgeometrie berechnet wird (anhand der Plattentheorie). Der Schubverbund kann hier wie für die globale Berechnung optional berücksichtigt werden.
Während der dreidimensionalen Berechnung werden Volumen im Modell verwendet, die jeweils die Aufbauschichten ersetzen. Die Ergebnisse sind in diesem Fall genauer, aber die Berechnung kann auch zeitaufwendiger sein.
Isolierglas kann nur modelliert werden, wenn die lokale Berechnung ausgewählt wurde. Die Gasschicht wird immer wie ein Volumenelement modelliert, daher ist es notwendig, einzelne Isolierglasteile unabhängig von der umgebenden Struktur zu bemessen. Das ideale Gasgesetz (thermische Zustandsgleichung idealer Gase) wird für die Berechnung berücksichtigt und die Theorie III. Ordnung angewandt.
Die Zuordnung der Fundamente erfolgt grafisch durch [Picken] der Auflager in der RFEM/RSTAB-Oberfläche und durch Angabe der zu bemessenden Lastfälle. Alle weiteren Fundamentdetails lassen sich in übersichtlichen Eingabemasken schnell und unkompliziert festlegen.
Zusätzlich zu sämtlichen Auflagerkräften aus RFEM/RSTAB können Sie weitere Lasten vorgeben, die bei der Auslegung Ihrer Fundamente berücksichtigt werden. Das sind:
Ständig wirkende Gleichflächenlast aus Überschüttung
Ungünstig wirkende Gleichflächenlasten z. B. aus Verkehr
Grundwasserstand zur Berücksichtigung des Auftriebs
Einzellasten im beliebiger Lage auf der Fundamentplatte
Linienlasten mit beliebigen Verlauf über die Fundamentplatte
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.
Sie erhalten vom Programm einen Bewehrungsvorschlag für die obere und untere Plattenbewehrung. Dabei wird automatische nach der günstigsten Kombination aus der Bewehrung mit einer Matte und zugelegten Bewehrungsstäben gesucht. Diese Bewehrungsstäbe werden bei Bedarf gestaffelt über zwei Bewehrungsbereiche verteilt. Dieser Bewehrungsvorschlag lässt sich individuell verändern:
Verwendung eines anderer Mattentyps
Individuelle Steuerung des Durchmessers und des Abstandes der zugelegten Bewehrungsstäbe
Freie Wahl der Breite der Bewehrungsbereiche
Individuelle Staffelung der Bewehrung
Das Fundament lässt sich in hervorragender Renderingqualität inklusive Bewehrung darstellen. Dort und in den bis zu sieben verschiedenen baustellenfertig bemassten Bewehrungsplänen mit allen erforderlichen Ansichten, sehen Sie den Lösungsvorschlag des Programms zur Ausbildung des Köchers. Auch hier lässt es das Programm zu, Anzahl, Lage, Durchmesser und Abstand der verwendeten Bewehrungsstäbe zu verändern. Selbst die Form der verwendeten Bügel wird durch Sie bestimmt.
Die Dimensionen von Fundamentplatte und Köcher können wahlweise vom Benutzer definiert oder von RF-/FUND Pro ausgelegt werden. In übersichtlich aufgebauten Masken erhalten Sie dann die Ergebnisse jedes geführten Nachweises mit sämtlichen Zwischenergebnissen. Diese finden sich in einem, auf das Wesentliche reduzierten Ausdruckprotokoll, so dass Sie eine prüffähige Statik vom Programm gleich mitgeliefert bekommen.
Vollständig in RFEM integrierte grafische und numerische Ausgabe der Spannungen und Ausnutzungen
Flexible Bemessung mit unterschiedlichen Schichtenanordnungen
Hohe Effektivität wegen des sehr geringen Umfangs an notwendigen Eingabedaten
Flexibilität durch detaillierte Einstellmöglichkeiten für Berechnungsgrundlagen und Berechnungsumfang
Auf Basis des gewählten Materialmodells und der beinhaltenden Schichten wird eine lokale Gesamtsteifigkeitsmatrix der Fläche in RFEM generiert. Folgende Materialmodelle stehen hierbei zur Verfügung:
Orthotrop
Isotrop
Benutzerdefiniert
Hybrid (hierbei sind auch Kombinationen der Materialmodelle möglich)
Speichermöglichkeit für häufig verwendete Schichtenaufbauten in einer Datenbank
Ermittlung von Grundspannungen, Schubspannungen und Vergleichsspannungen
Zusätzlich zu den Grundspannungen stehen auch die nach DIN EN 1995-1-1 geforderten Spannungen sowie die Interaktion dieser Spannungen als Ausgabe zur Verfügung.
Spannungsnachweis für nahezu beliebig geformte Strukturteile
Vergleichsspannungen nach verschiedenen Hypothesen:
Gestaltänderungsenergiehypothese (von Mises)
Schubspannungshypothese (Tresca)
Normalspannungshypothese (Rankine)
Hauptdehnungshypothese (Bach)
Berechnung der Querschubspannungen nach Mindlin, Kirchhoff oder mit freier Eingabe
Gebrauchstauglichkeitsnachweis durch Überprüfung der Flächenverschiebungen
Benutzerdefinierte Einstellung der Grenzdurchbiegungen
Optionale Berücksichtigung des Schichtenverbunds
Differenzierte Ausgabe der einzelnen Spannungskomponenten und -ausnutzungen in Tabellen und Grafik
Ausgabe der Spannungen für jede Schicht des Modells
Lastfälle, Last- und Ergebniskombinationen lassen sich zum Nachweis der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit auswählen. Sind die zu bemessenden Flächen über die Pick-Funktion ausgewählt, ist das geeignete Materialmodell festzulegen.
Der Schichtenaufbau, aus dem die Steifigkeit der Fläche berechnet wird, kann beliebig variiert werden. Die durch die Wahl des Materialmodells festgelegten Parameter können beliebig angepasst werden. Die 3*3 Matrix der Schichten kann ebenfalls beliebig verändert werden. Somit besteht eine vollkommen freie Wahl bei der Generierung der Steifigkeiten.
Die Grenzspannungen jeder Schicht werden durch das gewählte Material festgelegt. Auch diese Werte lassen sich benutzerdefiniert anpassen.
Sie finden die Gebrauchstauglichkeitsnachweise in den Ergebnistabellen des Add-Ons Stahlbemessung. Die Nachweisergebnisse können Sie sich an jeder Stelle der bemessenen Stäbe mit allen Details ausgeben lassen. Zudem stehen Ihnen Grafiken mit den Ergebnisverläufen der Ausnutzungen zur Verfügung. So haben Sie einen guten Überblick.
Des Weiteren können Sie sämtliche Ergebnistabellen und -grafiken als Teil der Ergebnisse der Stahlbemessung in das globale Ausdrucksprotokoll von RFEM/RSTAB einbinden. Die Verformungsfiguren der Gesamtstruktur können Sie dadurch als Teil der RFEM-/RSTAB-Funktionalität, unabhängig vom Add-On, darstellen und dokumentieren.
Zu Beginn entscheidet der Anwender, ob er nach der Nachweismethode ASD oder LRFD bemessen möchte. Weiter müssen die zu bemessenden Lastfälle, Last- oder Ergebniskombinationen eingegeben werden. Die Lastkombinationen nach ASCE 7 können entweder manuell oder automatisch in RFEM/RSTAB generiert werden.
In den nächsten Schritten können die Voreinstellungen für seitliche Zwischenlager, Knicklängen und andere normspezifische Bemessungsparameter, wie z.B. den Modifikationsfaktor Cb für das Biegedrillknicken oder dem Shear Lag Factor angepasst werden. Bei der Verwendung von Stabzügen können an jedem Zwischenknoten der Einzelstäbe individuelle Lagerbedingungen und Exzentrizitäten definiert werden. Ein spezielles FEM-Tool bestimmt programmintern dann die kritischen Lasten und Momente, die für den Stabilitätsnachweis für diese Situationen benötigt werden.
In Verbindung mit RFEM/RSTAB kann man auch die sogenannte Direct Analysis Method anwenden, welche den Einfluss einer allgemeinen Berechnung nach Theorie II. Ordnung berücksichtigt. Dabei braucht man nicht mit speziellen Vergrößerungsfaktoren arbeiten.
Für den Nachweis der Biegebruchsicherheit werden die maßgebenden Stellen der Stütze für Normalkraft und Momente untersucht. Für den Nachweis der Querkrafttragfähigkeit werden zudem die Stellen mit den Extremwerten der Querkräfte betrachtet. Im Zuge der Berechnung wird untersucht, ob eine Regelbemessung ausreicht oder ob die Stütze mit den Momenten nach Theorie II. Ordnung zu bemessen ist. Diese werden dann aus den getroffenen Vorgaben ermittelt. Die Berechnung unterteilt sich in vier Teile:
Lastunabhängige Berechnungsschritte
Iterative Bestimmung der maßgebenden Belastung unter Berücksichtigung einer sich ändernden erforderlichen Bewehrung
Ermittlung der vorhandenen Bewehrung für die maßgebenden Schnittgrößen
Bestimmung der Sicherheit für sämtliche einwirkende Schnittgrößen unter Berücksichtigung der vorhandenen Bewehrung
Das Programm liefert somit eine in sich geschlossene Lösung aus einem optimierten Bewehrungsvorschlag und der sich daraus ergebenden Einwirkungen.
In der ersten Ergebnistabelle wird für jeden untersuchten Lastfall und jede bemessene Kombination der maximale Ausnutzungsgrad mit zugehörigem Nachweis ausgegeben.
In den weiteren Ergebnistabellen werden alle Detailergebnisse thematisch geordnet aufgelistet. Sämtliche 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.
Die Eingaben in RFEM/RSTAB bezüglich Material, Lasten und Kombinationen müssen dem Bemessungskonzept der Norm SP 16.13330.2011 entsprechend eingegeben sein. In der RFEM/RSTAB-Materialbibliothek sind die passenden Materialien bereits enthalten.
Im Modul RF-/STAHL SP wählt man neben den zu bemessenden Stäben und Stabzügen zunächst die zu bemessenden Lastfälle, Last- und Ergebniskombinationen aus.
In den nächsten Schritten können die Voreinstellungen für seitliche Zwischenlager und Knicklängen angepasst werden.
Die Eingaben in RFEM/RSTAB bezüglich Material, Lasten und Lastkombinationen müssen dem Bemessungskonzept des Eurocode entsprechen. In der RFEM/RSTAB-Materialbibliothek sind die passenden Materialien bereits enthalten. RFEM/RSTAB ermöglicht die automatische Erzeugung der Last- und Ergebniskombinationen nach Eurocode. Die Kombinationen können aber auch manuell erzeugt werden.
Im Modul RF-/ALUMINIUM sind zunächst die zu bemessenden Stäbe und Stabzüge sowie Lastfälle, Last- und Ergebniskombinationen auszuwählen. In den nächsten Schritten können die Voreinstellungen für seitliche Zwischenlager und Knicklängen angepasst werden.
Für den Nachweis von Stabzügen können an jedem Zwischenknoten der Einzelstäbe individuelle Lagerbedingungen und Exzentrizitäten definiert werden. Ein spezielles FEM-Tool berechnet die kritischen Lasten und Momente, die für den Stabilitätsnachweis erforderlich sind.