Obwohl viele glauben, dass die Arbeit des Ingenieurs mit dem Bau des Gebäudes erledigt ist, stimmt das nicht ganz. Der Tragwerksplaner sollte stets berücksichtigen, dass die Zeit auch nach der Fertigstellung des Bauprojekts einen Einfluss darauf hat.
Daher muss das Langzeitverhalten der Materialien in der Analyse berücksichtigt werden. Dies ist wichtig, da Langzeiteffekte wie Kriechen, Schwinden und Alterung die Verteilung der inneren Kräfte beeinflussen können. Ein solcher Einfluss kann durch eine zeitabhängige Analyse (TDA) berücksichtigt werden.
In RFEM 6 ist es möglich, die zeitabhängigen Faktoren mithilfe des Add-ons „Time-Dependent Analysis (TDA)“ zu berücksichtigen. Nach dem Kauf können Sie dieses Add-on in den Basisdaten aktivieren, wie in Bild 1 gezeigt.
Nach der Aktivierung des Add-ons werden die folgenden Dialogfelder um Optionen erweitert, die für die zeitabhängige Analyse relevant sind: „Materialien“ in der Kategorie „Grundobjekte“ sowie „Lastfälle“ und „Lastkombinationen“ in den „Lastfällen und Kombinationen“. Erstgenanntes wird um spezifische Eigenschaften erweitert, um die zeitabhängigen Eigenschaften des Materials zu definieren.
Bitte beachten Sie, dass dies derzeit nur für Beton gilt, das Add-on sich jedoch in Entwicklung befindet und zukünftig weitere geeignete Materialien umfassen wird. Bei den beiden letzten („Lastfälle“ und „Lastkombinationen“) werden die Analysearten um die Analyseart „Zeitabhängige Analyse (TDA)“ erweitert.
Beide werden in den nächsten Unterkapiteln dieses Artikels ausführlich erläutert.
Lastfälle und Kombinationen
Sie können zeitabhängige Nachweise für Lastfälle durchführen, die der Analyseart „Zeitabhängige Analyse“ zugewiesen wurden. Diese Analyseart und die zeitbezogenen Parameter können Sie auf den Registerkarten „Lastfälle“ und „Lastkombinationen“ des Dialogfelds „Lastfälle und Kombinationen“ festlegen.
Ist das Add-on „Time-Dependent Analysis (TDA)“ in den Basisdaten aktiviert, erscheint in der Liste der auswählbaren Analysearten „Statische Analyse | Zeitabhängige Analyse (TDA)“ (Bild 2). Sie können diese Analyseart also den Lastfällen und Kombinationen zuordnen, für die Sie die zeitabhängige Untersuchung durchführen möchten. Wie in Bild 2 gezeigt, können Sie diesen Lastfällen Zeitangaben hinzufügen, wie den Beginn und das Ende der Belastung.
Bitte beachten Sie, dass Sie die TDA-Einstellungen im Fenster „Statische Analyse-Einstellungen bearbeiten“ anpassen können (Bild 3). Sie können die Anzahl der Inkremente für die zeitabhängige Analyse festlegen und die Zeitverteilung definieren. Derzeit ist nur eine „lineare“ Verteilung verfügbar, aber andere Zeitverteilungstypen wie eine logarithmische Teilung befinden sich in Entwicklung.
Auf der Registerkarte „Allgemein“ desselben Fensters (Bild 4) können Sie außerdem das Ergebnis jedes Lastinkrements speichern.
Das Programm ermöglicht dann die Modellierung von Kriecheffekten, wie im folgenden Unterkapitel erläutert. Die Berechnung erfolgt nichtlinear nach dem rheologischen Modell (verallgemeinertes Kelvin-Modell).
Zeitabhängige Materialeigenschaften
Zusätzlich zur Liste der Analysearten in den „Lastfällen und Kombinationen“ erweitert die Aktivierung des TDA-Add-ons auch die Optionen im Dialogfeld „Material“, sodass spezifische Eigenschaften berücksichtigt werden können. Für geeignete Materialien (derzeit nur Beton) steht Ihnen die in Bild 5 dargestellte zusätzliche Registerkarte zur Verfügung, um die für die zeitabhängige Analyse relevanten Materialeigenschaften zu definieren.
Auf der Registerkarte „Zeitabhängige Eigenschaften von Beton“ können Sie daher angeben, welche zeitabhängigen Effekte angewendet werden sollen. Zur Auswahl stehen sowohl „Kriechen“ als auch „Schwinden“. Wenn Sie beispielsweise das Kontrollkästchen „Kriechen“ aktivieren, um die zeitabhängige Verformung des Materials zu berücksichtigen, können Sie anschließend die Parameter definieren, die das Programm zur Bestimmung des Kriechbeiwerts φ verwendet, sowie die Modifikation der Betonreifung festlegen.
Darüber hinaus können Sie Parameter für die Darstellung des „Kriechbeiwert-Zeit-Diagramms“ festlegen, z. B. die Anzahl der Schritte und das Alter des Betons zum betrachteten Zeitpunkt.
Ergebnisse
Nach der Berechnung können Sie die Endzeitverformungen für jeden Lastfall anzeigen, wie in Bild 6 dargestellt. Diese Ergebnisse werden Ihnen auch im Protokoll von RFEM 6 dokumentiert. Sie können den Inhalt und den Umfang des Protokolls gezielt für die einzelnen Bemessungsnachweise auswählen.
