Poiché la determinazione realistica delle condizioni del suolo influenza in modo significativo la qualità dell'analisi strutturale degli edifici, RFEM 6 offre l'add-on Analisi geotecnica per determinare il corpo di suolo da analizzare.
Il modo per fornire i dati ottenuti dalle prove sul campo nell'add-on e utilizzare le proprietà dei campioni di terreno per determinare i massicci di terreno di interesse è stato discusso nell'articolo della Knowledge Base "Creazione del corpo del suolo da campioni di suolo in RFEM 6". Questo articolo, d'altra parte, discuterà la procedura per calcolare i cedimenti e le pressioni del suolo per un edificio in cemento armato.
La qualità dell'analisi strutturale degli edifici è notevolmente migliorata quando le condizioni del suolo sono prese in considerazione nel modo più realistico possibile. In RFEM 6, è possibile determinare realisticamente il corpo del terreno da analizzare con l'aiuto dell'add-on Analisi geotecnica. Questo add-on può essere attivato nei dati di base del modello come mostrato nell'immagine 01.
Per creare un modello realistico di superfici con rottura di vincoli esterni, un'opzione chiamata "Rottura se il contatto perpendicolare alle superfici giunge a rottura" è disponibile in RFEM 5 per i solidi di contatto in "Contatto parallelo alle superfici".
In RF-TENDON und RF-TENDON Design können Einstellungen zu normenabhängigen Beiwerten, Berechnungsparametern und Berechnungsverfahren über die Funktion "Norm" eingesehen und angepasst werden. In dem Dialog können die Einstellungs- und Anpassungsmöglichkeiten nach Kapitel der Norm gruppiert angezeigt werden.
Mit RF-/STAHL EC3 ist es möglich, einen Querschnitt im Rahmen der Bemessung automatisch optimieren zu lassen. Dies erfolgt bei entsprechender Aktivierung in der Tabelle 1.3 auf Basis der aktuellen Profilreihe oder bei geschweißten Querschnitten im Rahmen der definierten variablen Parameter.
In der Formeleditor-Umgebung können beliebige Parameter (Längen, Kraftgrößen etc.) zur Steuerung von Last- und Geometrieangaben in der Modellierung angegeben werden.
Die häufigste Ursache für instabile Modelle sind ausfallende Stabnichtlinearitäten wie Zugstäbe. Als einfachstes Beispiel dient dazu ein Rahmen, dessen Stützen am Fußpunkt gelenkig gelagert sind und am Stützenkopf Momentengelenke aufweisen. Dieses labile System soll durch einen Kreuzverband aus Zugstäben stabilisiert werden. Bei Lastkombinationen mit horizontalen Lasten bleibt dieses System stabil. Wird es jedoch ausschließlich vertikal belastet, fallen beide Zugstäbe aus und das System wird instabil, was zu einem Berechnungsabbruch führt. Dies lässt sich vermeiden, indem die besondere Behandlung der ausfallenden Stäbe unter "Berechnung" → "Berechnungsparameter" → "Globale Berechnungsparameter" aktiviert wird.
Die parametrisierte Eingabe ermöglicht es, Modell- und Belastungsdaten so einzugeben, dass sie von bestimmten Variablen (Parametern) abhängig sind. Die Parameter können direkt eingegeben, aus anderen Parametern und Konstanten berechnet werden und es ist zudem möglich, auf die Querschnittswerte zuzugreifen. Dies kann zum Beispiel zum Berechnen von Vorkrümmungen - abhängig von der Norm - benutzt werden.
Mit dem neuen Stabtyp "Ergebnisstab" in RFEM 5 hat man nun auch die Möglichkeit, sich die Lastsummen einzelner Geschosse einfach ermitteln zu lassen. Dazu modelliert man einen Stab in dem gewünschten oder in allen Geschossen und gibt bei den Parametern des Ergebnisstabes die zu berücksichtigenden Wände als inklusive Objekte vor. RFEM integriert dann die Flächenschnittgrößen zu Stabschnittgrößen.
Die parametrisierte Eingabe stellt dem Ingenieur ein effektivitätssteigerndes Werkzeug zur Verfügung. Es gestattet, die Struktur- und Belastungsdaten so einzugeben, dass sie von bestimmten Variablen abhängig sind. Diese Variablen (zum Beispiel Länge, Breite, Verkehrslast etc.) werden als Parameter bezeichnet.
Modell- und Lastobjekte können nicht nur grafisch oder tabellarisch definiert, sondern auch über Parameter erzeugt werden (siehe Handbuch). Bei dieser parametrisierten Eingabe kann auch auf Zellen bestimmter Tabellen des Programms zugegriffen werden. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise ein Lastparameter mit einem Modelldatenparameter verknüpfen. Die Referenz wird dabei durch das $-Zeichen hergestellt.
Vor Erstellung eines statischen Modells macht sich jeder Anwender Gedanken über die Randparameter des Systems und wie das Modell am besten abgebildet werden kann. Ein besonderes Augenmerk sollte hierbei auch auf die Orientierung des globalen Koordinatensystems gelegt werden. Im ingenieurtechnischen Bereich wird die globale Z-Achse in der Regel nach unten orientiert (in Richtung der Eigengewichtskraft), wobei sie im architektonischen Bereich meist nach oben ausgerichtet verläuft. Diese Unterschiede können oftmals zu Schwierigkeiten bei der Modellierung führen, beispielsweise beim Austausch von Gesamtmodellen oder DXF-Folien.
Im Zusatzmodul RF-/FUND Pro kann die automatische Dimensionierung der Fundamentplattengeometrie ausgewählt werden. Im Dialog für die Auslegungsparameter der Fundamentplatte kann man beispielsweise die Schrittweite für die Vergrößerung der Sohlfläche und der Fundamentplattendicke vorgegeben. Auch eine automatische Erhöhung der Überschüttung zur stabilisierenden Wirkung bei den geotechnischen Nachweisen ist möglich.
Bei der Querschnittsoptimierung in den Zusatzmodulen können auch beliebig definierte Querschnitts-Favoritenlisten ausgewählt werden - zusätzlich zu den Profilen aus der gleichen Profilreihe wie das ursprüngliche Profil.
Aus konstruktiven Gründen kann es notwendig werden, dass eine Fußplatte nicht zentrisch auf ein Fundament aufgesetzt wird. Daher ist in RF-/JOINTS Stahl - Stützenfuß eine exzentrische Anordnung der Fußplatte über die Eingabe der Parameter für die jeweilige Richtung in Maske 1.4 möglich.
Durante la modellazione di strutture intelaiate, RFEM e RSTAB forniscono varie opzioni per il controllo del trasferimento delle forze interne e dei momenti nei punti di collegamento delle aste. Da un lato, è possibile utilizzare i tipi di aste per definire se solo le forze o anche i momenti agiscono sulle aste collegate. D'altra parte, è possibile escludere determinate forze interne dal trasferimento utilizzando le cerniere. Un tipo speciale sono le cerniere a forbice, che consentono una modellazione realistica delle strutture del tetto, per esempio.
La strutture sono di natura tridimensionale. Poiché in passato non era possibile eseguire calcoli su modelli tridimensionali, le strutture sono state semplificate e suddivise in sottosistemi piani. Con l'aumento delle prestazioni dei computer e dei relativi software di oggi, spesso possiamo abbandonare semplificazioni simili. Le tendenze digitali, come Building Information Modeling (BIM) o le nuove opzioni per la creazione di modelli visualizzati realisticamente, rinforzano questa tendenza. Ma è davvero un vantaggio utilizzare i modelli 3D o seguiamo solo una tendenza? Forniamo i seguenti argomenti per lavorare con modelli 3D.
Die Eingabemasken in RF-/STAHL EC3 unterscheiden zwischen dem Biegeknick- und Biegedrillknicknachweis. Im Folgenden sollen die biegedrillknickspezifischen Parameter an einem Beispiel vorgestellt werden.
Bei der Modellierung von Bohrpfählen bieten RFEM und RSTAB verschiedene Optionen. Auf der einen Seite lassen sich Bohrpfähle als einwertige Auflager beziehungsweise Pendelstützen darstellen. Auf der anderen Seite ist ebenso eine realistische Modellierung unter Berücksichtigung des Baugrundes mit Hilfe des Ansatzes einer Stabbettung möglich. Im Folgenden werden diesbezüglich zwei Beispiele veranschaulicht. Die Thematiken Pfahlspitzenwiderstand, Pfahlmantelreibung und Bodenschichten sind hingegen kein Bestandteil dieses Beitrages.
Stücklisten geben Auskunft darüber, welche und wie viele Teile für die Erzeugung eines Bauwerks benötigt werden. Sie bilden somit die Basis für die Bedarfsermittlung und Beschaffung. Stücklisten können in den Bemessungsmodulen wie RF-/STAHL EC3, RF-/HOLZ Pro et cetera erstellt werden. Eine auf die Bedürfnisse des Anwenders zugeschnittene Stückliste kann darüber hinaus mit der Schnittstelle RF-COM/RS-COM programmiert werden.
Zu den Nachweisen im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit gehört auch die Einhaltung der zulässigen Verformung. Die Berechnung der Verformung von Stahlbetonbauteilen hängt davon ab, ob der betrachtete Querschnitt unter der angesetzten Belastung aufreißt oder nicht. Der maßgebende Steuerparameter in RF-BETON Deflect ist dabei der Verteilungsbeiwert ζ.
In der Praxis steht der Ingenieur häufig vor der Aufgabe, die Lagerbedingungen so realistisch wie möglich abzubilden, um Verformungen und Schnittgrößen der Struktur unter deren Einfluss analysieren zu können und um möglichst wirtschaftliche Konstruktionen zu ermöglichen. RFEM und RSTAB bieten zahlreiche Varianten der nichtlinearen Auflagerdefinitionen für Knotenlager. In diesem zweiten Teil sollen an einem einfachen Beispiel die Möglichkeiten der nichtlinearen Lagerausbildung für eine Einspannung gezeigt werden. Zum besseren Verständnis wird parallel immer das Ergebnis für ein linear definiertes Lager gezeigt.
Zur Nachweisführung einer gelenkigen Stirnplattenverbindung bietet RFEM folgende Möglichkeiten. Zunächst besteht in RF-JOINTS Stahl - Gelenkig die Möglichkeit einer schnellen und simplen Eingabe der entsprechenden Parameter, um anschließend einen dokumentierten Nachweis inklusive Grafik zu erhalten. Alternativ kann man in RFEM einen solchen Anschluss individuell modellieren und die Ergebnisse entsprechend beurteilen beziehungsweise manuell nachweisen. Im folgenden Beispiel werden die Besonderheiten dieser Modellierung erklärt und exemplarisch die Scherkräfte der Schrauben mit den entsprechenden Ergebnissen aus RF-JOINTS Stahl - Gelenkig verglichen.
Nel caso di strutture a piastre, è sempre necessario considerare condizioni di vincolo di definizione realistiche. In funzione della deformabilità dei supporti, è possibile che si verifichino risultati differenti.
In RFEM, è possibile generare superfici da aste (ad esempio, per eseguire una simulazione EF accurata su un'asta). Bestimmte Parameter wie eine automatische FE-Netzverdichtung oder starre Flächen können vor dem Zerlegen eingefügt werden.
A prima vista, l'elenco dei materiali per la muratura sembra vuoto. Das liegt daran, dass Mauersteine und Mörtel in sehr vielen Kombinationen verwendet werden können, was zu einer sehr langen und unübersichtlichen Liste führen würde. Daher muss für Mauerwerk jedes Mal ein neues Material angelegt werden, um diesen Kombinationsmöglichkeiten Rechnung zu tragen.
A partire dalla versione del programma x.06.1103, è possibile inserire un profilo del terreno in RF‑/FOUNDATION Pro. Für den Anwender bietet dies den Vorteil, dass über und unter der Fundamentsohle mehrere Bodenschichten mit verschiedenen Bodenparametern angesetzt werden können. Für die Eingabe der Bodenschichten steht eine Bibliothek mit verschiedenen Böden zur Verfügung, welche auch durch benutzerdefinierte Böden erweitert werden kann. Das vom Anwender definierte Bodenprofil wird in der interaktiven Infografik dargestellt. Jede Änderung, zum Beispiel an den Schichtdicken, wird unmittelbar grafisch dargestellt.
Il modulo aggiuntivo RF-FORM-FINDING determina le forme di equilibrio di elementi a membrana e funi in RFEM. In diesem Berechnungsprozess sucht das Programm für die Membran- und Seilelemente eine geometrische Lage, in der die Oberflächenspannung/Vorspannung der Membranen und Seile im Gleichgewicht mit den natürlichen und geometrischen Randreaktionen steht. Dieser Prozess heißt Formfindung (nachfolgend FF genannt). Die FF-Berechnung wird in RFEM global in den "Basisangaben" eines Modells im Register "Optionen" aktiviert. Nach Aktivierung werden in RFEM ein Lastfall beziehungsweise ein Berechnungsprozess mit dem Namen RF-FORMFINDUNG angelegt und für die Seil- und Membraneingabe zusätzlich FF-Parameter zur Definition der Oberflächenspannung und Vorspannung freigeschaltet. Die Aktivierung der FF-Option bedeutet für das Programm, dass vor der reinen strukturellen Berechnung der Schnittgrößen, Verformung, Eigenwerte etc. immer zuerst der Formfindungsprozess gestartet und für die Folgeberechnung ein entsprechend vorgespanntes Modell vorgegeben wird.
Per la sovrapposizione o la combinazione di carichi, la norma tedesca DIN 18008 si riferisce alla DIN 1055-100. Dies kommt auch für die einzelnen Parameter der Klimalasten zum Tragen. Hierbei dürfen die Temperaturänderung sowie die meteorologische Druckänderung als eine Einwirkung zusammengefasst und die Ortshöhenveränderung als ständige Einwirkung eingeordnet werden.