Überprüfung c/t-Grenzwerte

[IndianaJones]

Hallo Leute,
Ich soll die Grenzwerte c/t-Verhältnis für Stegblechteile (aus der Norm DIN EN 1993-1-1) [Anbei ein Bild] mittels RFEM überprüfen.
Modellierung der Querschnitte und Studie der Stabilität von Flansch und Steg unter Axial und/oder Biegemomentenbeanspruchung fällt in meinen Aufgabenbereich.
Ich soll das anhand eines 3 m langen fest eingespanten Kragarms überprüfen. Die Modellierung eines Kragarms habe ich auch hinbekommen, aber wie kann ich das Bauteil jetzt auf Versagen prüfen? Ich habe leider noch keinerlei Erfahrungen in RFEM. Ihr könnt mir auch gerne mitteilen wie ihr das ganze angehen würdet.
Ich habe mit der Axialbeanspruchung begonnen und eine Kraft aufgebracht, die so groß ist, dass die Streckgrenze komplett ausgenutzt wird (23,5 kN/cm²).
Leider bekomme ich dann mehrere Fehler [siehe Anhang].

Vielen Dank im vorraus

[Frank Faulstich]

Hallo. Können Sie bitte die Datei hochladen. Dann kann ich schauen, was an der EK 4 nicht stimmt.

So ganz habe ich die Aufgabenstellung noch nicht verstanden. Soll das System als Stabwerk gerechnet werden und der Nachweis mit dem Modul RF-STAHL-EC3 geführt werden? Dann würde das Modul genau die Formeln aus der EN 1993-1-1 verwenden.

Oder soll mittels Flächenelementen eine Stabilitätsuntersuchung und darauf aufbauend ein Beulnachweis durchgeführt werden?

Viele Grüße
Frank Faulstich

[IndianaJones]

Vielen Dank für ihre Antwort,

Meine Aufgabe ist es zu überprüfen, ob die c/t-Grenzwerte im EC3 zu konservativ angesetzt sind.
Ich habe den Ansatz verfolgt ein eigenes Profil zu erstellen, zunächst mit den Grenzwerten auf Druck für QK1.
Ich wollte dann eine so große Last aufbringen, dass Sigmax = fy.
Leider ist bereits das nicht möglich.
Mein nächster Schritt wäre dann experimentell immer schlankere Profile zu erstellen und immer eine so große Last aufzubringen, dass Sigmax = fy.
Ich kann leider Dateien im dem .rf5t nicht hochladen und da ich die Studentenversion habe kann ich sie glaube ich auch nicht anders abspeichern ...

Ich hoffe sie können mir weiterhelfen,
vielen Dank im vorraus!

[Frank Faulstich]

Zur Aufgabenstellung:

Die c/t-Grenzwerte im EC3 sind ja nichts anderes als stark vereinfachte Beulnachweise, die auf der sicheren Seite liegen.

So wie ich die Aufgabenstellung verstehe, soll überprüft werden, wie weit die c/t-Grenzwerte auf der sicheren Seite liegen.

Das kann mit Schalenelementen (Flächen) und dem Zusatzmodul RF-STABIL gemacht werden. Zum Arbeitsablauf eines FEM-gestützten Beulnachweises (MNA/LBA-Analyse) gibt es einen interessanten Fachartikel:

https://www.dlubal.com/de/support-un...ge-base/001510

Zur Datei:

Sie haben auf Ihrem Computer keine Studentenversion sondern die Trail-Version installiert. Dort werden die Daten in rf5t-Dateien abgespeichert. Diese können Sie nur auf Ihren eigenen Computer bearbeiten.

Sie sollten unbedingt die Studentenversion aktivieren. Dazu brauchen Sie nur die Autorisierungsdatei in RFEM einlesen:



Danach können Sie Ihre Datei im regulären rf5-Format abspeichern.

Viele Grüße
Frank Faulstich

[IndianaJones]

Vielen Dank für die Antwort,
ich lade anbei das nicht funktionierende Modell hoch.
Ich verfolge jetzt den Ansatz den Träger in Flächen zu unterteilen (was ich in der hochgeladenen Datei nicht gemacht habe da sie sonst zu groß wird).
Ich habe eine so große axiale Belastung aufgebracht, dass Sigmax = fy.
Leider kann ich nichts Berechnen da mir diverse Fehler angezeigt werden.
Muss man für den in dem Artikel angesprochenen Beulsicherheitsnachweis das Zusatzmodul FE-Beul benutzen?

Vielen Dank im vorraus,
Jonas Peter

[Frank Faulstich]

Vielen Dank für die Datei.

Die Instabilitätsmeldung im Modul RF-STABIL können Sie umgehen, indem Sie einen anderen Solver verwenden:




Allerdings liegt der kritische Lastfaktor bei 0,004. Das bedeutet, das System ist weit überlastet.

Der Stab knickt um die schwache Achse. Die kritische Knicklast ist sehr viel kleiner als die im Lastfall 1 aufgebrachte Last. Das zeigt die folgende Handrechnung:




Für die Lastkombinationen haben Sie die Berechnung nach Theorie II. Ordnung eingestellt. Deswegen sind alle LKs instabil und nach der Berechnung wird die Fehlermeldung zur Singularität angezeigt.

Die LKs haben Sie dann im Modul RF-STAHL-EC3 zur Berechnung ausgewählt. Weil das Modul keine LK-Ergebnisse finden kann, zeigt es die Fehlermeldung an.

Mit dem Ansatz, den Sie verfolgen, können Sie die Aufgabenstellung nicht lösen. Beim Beulen handelt es sich um ein lokales Versagen. Es versagt z. B. nur der Steg eines Querschnitts. Diese Effekte können Sie mit Stabelementen grundsätzlich nicht abbilden. Sie müssen dafür Flächenelemente benutzen.

Viele Grüße
Frank Faulstich

[IndianaJones]

Ich habe den Stab jetzt in Flächen unterteilt. Mein Ansatz war wie gesagt das Profil gerade so schlank zu machen, dass es gerade über den c/t Grenzwerten der von mir am Anfang angefügten Datei liegt. Die Axialbelastung habe ich dann versucht so einzustellen (Theorie 1.Ordnung) dass die Ausnutzungen (also σ1,+ und σ1,- [aus RF-STAHL_Flächen]) bei 100% liegen. (Kann man auch von vorher die Ausnutzung auf 100% stellen und die Belastung variabel?)
Wie führt man dann einen Beulnachweis ?
Für diesen Artikel (https://www.dlubal.com/de/support-un...ge-base/001510) fehlt mir unglücklicherweise noch das nötige Fachwissen was RFEM betrifft. Wie errechnet sich denn der Plastische Referenzwiderstand aus der MNA und der Verzweigungslastfaktor aus der LBA?
Zu meiner Aufgabenstellung ich soll die numerischen Ergebnisse mit den Grenzwerten des Eurocode 3 vergleichen, also zum Beispiel zu wie viel Prozent das Profil ausgelastet ist wenn man die c/t-Grenzwerte einhält.

Ich hoffe sie können mir weiterhelfen und vielen Dank für ihre Mühe bisher Frank Faulstich

[Frank Faulstich]

Hallo. Ich glaube, bei der angehängten Datei ist etwas mit den Profilabmessungen schief gegangen. Der Querschnitt hat eine Höhe von 3,6 cm und eine Breite von 1,9 cm. Das scheint mir um den Faktor 10 zu klein.

An besten ist es, die FE-Netzverdichtung zu löschen und in den globalen FE-Einstellungen (Menü Berechnung > FE-Einstellungen) die Maschenweite festzulegen.

Die Maschenweite sollte so gewählt werden, dass über die Höhe des Stegs mindestens 4 Elemente vorhanden sind.

Die Art der Lasteinleitung durch eine Einzelkraft und die Art der Lagerung durch eine Knotenlagerung erzeugen Singularitäten, die die Ergebnisse der Stabilitätsberechnung verfälschen können.

Das Problem an der Lasteinleitungsstelle lässt sich lösen, indem dort eine starre Fläche eingefügt wird:




Eine Linienlager lösen das Problem an der anderen Seite.



Mein Vorschlag wäre, dass Sie eine lineare Beulanalyse nach EN 1993-1-5 durchführen. Ein leicht nachvollziehbares Beispiel ist im Handbuch von Modul FE-BEUL zu finden.

Für den Beulnachweis brauchen Sie den kritischen Lastaktor alpha_cr. Der kann mit den Modul RF-STABIL bestimmt werden.



Allerdings muss es sich bei der Stabilitätsfigur auch tatsächlich um eine Beulenfigur handeln.

Viele Grüße
Frank Faulstich