2.5 Effektive Längen - Stäbe

Diese Maske ist zweigeteilt. Die Tabelle im oberen Abschnitt listet die Knicklängenbeiwerte und Ersatzstablängen für Knicken und Biegedrillknicken aller nachzuweisenden Stäbe auf. Die in RFEM bzw. RSTAB definierten Knicklängen sind voreingestellt. Im Abschnitt Einstellungen werden weitere Informationen zu dem Stab angezeigt, dessen Zeile im oberen Abschnitt selektiert ist.

Mit der Schaltfläche  kann ein Stab grafisch ausgewählt werden, um dessen Zeile zu zeigen.

Änderungen sind sowohl in der Tabelle als auch im Einstellungen-Baum möglich.

Die effektiven Längen für das Knicken um die schwache Achse z werden automatisch mit Maske 1.4 Zwischenabstützungen abgeglichen. Falls die Zwischenabstützungen den Stab in unterschiedlich lange Segmente teilen, wird in den Spalten G, K und L der Maske 1.5 kein Wert angegeben.

In der Tabelle und im Einstellungen-Baum können die Knicklängen manuell angegeben oder über die Schaltfläche  grafisch im Arbeitsfenster festgelegt werden. Diese Schaltfläche ist zugänglich, wenn sich der Cursor im Eingabefeld befindet (siehe Bild 2.24).

Der Einstellungen-Baum verwaltet folgende Parameter:

• Querschnitt
• Länge des Stabes
• Knicken möglich für den Stab (entspricht Spalten B, E und H)
• Knicken um Achse y (entspricht Spalten C und D)
• Knicken um Achse z (entspricht Spalten F und G)
• Biegedrillknicken (entspricht Spalten I bis K)

Für den aktuellen Stab kann festgelegt werden, ob generell ein Knick- oder ein Biegedrillknicknachweis erfolgen soll. Ferner lässt sich der Knicklängenbeiwert und der Kipplängenbeiwert für die jeweiligen Richtungen anpassen. Beim Ändern eines Beiwerts wird die Ersatzstablänge automatisch angepasst – und umgekehrt.

Die Knicklänge eines Stabes lässt sich auch in einem Dialog festlegen, der über die Schaltfläche [Knicklängenbeiwert wählen] zugänglich ist. Sie befindet sich unterhalb der Tabelle.

Für jede Richtung kann man einen der vier Eulerfälle auswählen oder den Knicklängenbeiwert Benutzerdefiniert vorgeben. Falls im Zusatzmodul RF-STABIL bzw. RSKNICK eine Eigenwertanalyse durchgeführt wurde, kann auch eine Knickfigur zur Bestimmung des Beiwerts festgelegt werden.

Die Stabilitätsnachweise auf Biegeknicken und Biegedrillknicken setzen voraus, dass Druckkräfte aufgenommen werden können. Stäbe, bei denen dies wegen des Stabtyps nicht möglich ist (z. B. Zugstäbe, elastische Bettungen, starre Kopplungen), sind deshalb von vornherein vom Nachweis ausgenommen. Die Zeilen sind ausgegraut und in der Spalte Kommentar wird ein entsprechender Hinweis angezeigt.

Die Kontrollfelder Knicken möglich in Tabellenspalte A und im Einstellungen-Baum bieten eine Steuerungsmöglichkeit für die Stabilitätsnachweise: Sie regeln, ob diese Nachweise für einen Stab geführt werden oder unterbleiben.

Die Spalten Möglich steuern, ob eine Knickgefährdung um die Achse y und/oder z vorliegt. Diese Achsen sind die lokalen Stabachsen, wobei es sich bei der Achse y um die „starke“ und bei der Achse z um die „schwache“ Stabachse handelt. Die Knicklängenbeiwerte k_cr,y und k_cr,z für Knicken um die starke bzw. schwache Achse können frei gewählt werden.

Die Lage der Stabachsen kann in Maske 1.3 Querschnitte bei der Profilgrafik kontrolliert werden (siehe Bild 2.18). Über die Schaltfläche [Ansichtsmodus] ist auch das Arbeitsfenster des Hauptprogramms zugänglich. Dort können die lokalen Stabachsen über das Stab-Kontextmenü oder im Zeigen-Navigator eingeblendet werden.

Ist das Knicken um eine oder um beide Stabachsen möglich, können die Knicklängenbeiwerte und die Knicklängen in den Spalten C und D sowie F und G oder im Einstellungen-Baum eingetragen werden.

Über die Schaltfläche  können die Knicklängen grafisch im Arbeitsfenster festgelegt werden. Diese Schaltfläche ist zugänglich, wenn sich der Cursor in einem L_cr-Eingabefeld befindet (siehe Bild 2.24).

Bei der Eingabe des Knicklängenbeiwerts k_cr wird die Knicklänge L_cr durch Multiplikation der Stablänge L mit dem Beiwert ermittelt. Die Eingabefelder k_cr und L_cr sind interaktiv.

Die Spalte H steuert, welche Stäbe auf Biegedrillknicken untersucht werden.

Für die Ermittlung von M_cr nach der Eigenwertmethode wird ein internes Stabmodell mit vier Freiheitsgraden erzeugt. Diese Freiheitsgrade sind über die Beiwerte k_z und k_w zu definieren. Im Zusammenwirken dieser beiden Beiwerte lassen sich die Lagerungsbedingungen für Biegedrillknicken erfassen (z. B. Gabellagerung).

Der Beiwert k_z steuert die seitliche Verschiebung u_y und die Verdrehung φ_z an den Stabenden.

• k_z = 1,0 Behinderung der seitlichen Verschiebung u_y an beiden Stabenden
• k_z = 0,7li Behinderung der Verschiebung u_y an beiden Enden und Einspannung um z links
• k_z = 0,7re Behinderung der Verschiebung u_y an beiden Enden und Einspannung um z rechts
• k_z = 0,5 Behinderung der Verschiebung u_y und Einspannung um z an beiden Stabenden
• k_z = 2,0li Behinderung der Verschiebung u_y und Einspannung um z links; rechtes Ende frei
• k_z = 2,0re Behinderung der Verschiebung u_y und Einspannung um z rechts; linkes Ende frei

Der Beiwert k_w steuert die Torsion um die Stablängsachse φ_x und die Verwölbung ω.

• k_w = 1,0 Behinderung der Verdrehung um x an beiden Stabenden; beidseits wölbfrei
• k_w = 0,7li Behinderung der Verdrehung um x an beiden Enden und Wölbeinspannung links
• k_w = 0,7re Behinderung der Verdrehung um x an beiden Enden und Wölbeinspannung rechts
• k_w = 0,5 Torsions- und Wölbeinspannung an beiden Stabenden
• k_w = 2,0li Behinderung der Verdrehung um x und der Verwölbung ω links; rechtes Ende frei
• k_w = 2,0re Behinderung der Verdrehung um x und der Verwölbung ω rechts; linkes Ende frei

Die Abkürzungen li und re stehen für die linke und rechte Seite. Mit li werden stets die Lagerungsbedingungen am Anfang des Stabes beschrieben.

Eine Gabellagerung kann mit den Beiwerten k_z = 1.0 (Stützung in y bei freier Verdrehung um z) und k_w = 1.0 (Behinderung der Torsion um x bei freier Verwölbung) modelliert werden. Da das interne Stabmodell nur vier Freiheitsgrade benötigt, erübrigen sich weitere Randbedingungen.

Sollte die Biegedrillknicklänge L_w bzw. die Drillknicklänge L_T von der Stab- oder Knicklänge abweichen, können die Längen L_w und L_T in den Spalten K und L auch manuell definiert oder über die Schaltfläche  grafisch festgelegt werden.

In der letzten Spalte können benutzerdefinierte Anmerkungen erfolgen, um z. B. die Ersatzstablängen zu erläutern.

Das Kontrollfeld Eingaben zuordnen Stäben Nr. befindet sich unterhalb der Einstellungen-Tabelle. Wird das Häkchen gesetzt, gelten die nachfolgend getroffenen Einstellungen für ausgewählte – manueller Eintrag der Stabnummern oder grafische Auswahl über – bzw. Alle Stäbe. Diese Option ist hilfreich, um mehreren Stäben die gleichen Randbedingungen zuzuweisen. Ein Beispiel finden Sie in der Knowledge Base unserer Website.

Bereits getroffene Einstellungen können mit dieser Funktion nicht nachträglich geändert werden.