Stufenweise Laststeigerung
Wie kann ich eine Belastung stufenweise ansteigen lassen?
Antwort:
Die Funktion "Stufenweise ansteigende Belastung" von Lastfällen und Lastkombinationen kann das zugeordnete Lastniveau stufenweise steigern und für jede Laststufe ein Gleichgewicht suchen. Das Bezugsniveau "Laststufe 1,0 = 100 % der definierten Last" ist für Lastfälle die definierte Belastung und für Lastkombinationen die mit Teilsicherheitsbeiwerten modifizierte Lastfallzusammenstellung. Die Detaileinstellungen der Funktion definieren die Anfangslaststufe k0, den Betrag der inkrementellen Laststeigerung Δk, die Verfeinerung der letzten Laststufe, das Abbruchkriterium und die statische Anfangslastsituation.
Mit Definition der Anfangslaststufe k0 wird der Beginn des Prozesses definiert. Diese Eingabe ist unabhängig von der reinen Lastfall- und Lastkombinationseingabe und kann größer oder kleiner als 1,0 sein. Das Programm gibt immer alle Ergebnisse auf Basis der Laststufe 1,0 im Rahmen der regulären Berechnung aus und erledigt zusätzlich mit Aktivierung der "Stufenweise ansteigenden Belastung" die Analyse der etwaigen Laststufen.
Die Laststeigerung Δk ist das Inkrement für die stufenweise ansteigende Belastung. Mit jeder Prozessschleife erhöht das Programm die zu analysierende Belastung durch Addition des Inkrements auf die vorher analysierte Laststufe. Das Inkrement ist bis zum Erreichen des Abbruchkriteriums konstant.
Aufgrund der konstanten Inkrementgröße kann kein exakter Lastfaktor zu dem Abbruchkriterium ermittelt werden. Das Programm zeigt am Ende den Näherungslastfaktor auf Basis der letzten Laststufe, bei dem für das Modell noch ein Gleichgewicht gefunden werden kann. Der Lastfaktor wird nach Berechnung in der Tabelle "4.0 Ergebnisse - Zusammenfassung" unter jeweiligen Lastsituation ausgeben. Mit Angabe einer Verfeinerung der letzten Laststeigerung wird das initiale Inkrement Δk nach dem Erreichen des Abbruchkriteriums durch den Verfeinerungswert geteilt und der Prozess erneut von der letzten funktionierenden Laststufe bis zum erneuten Abbruch durchgeführt. Aufgrund des kleineren Inkrements ergibt sich ein genauerer Lastfaktor.
Das Abbruchkriterium für den Prozess ist grundsätzlich der Punkt, an dem das Programm kein Gleichgewicht für die angesetzte Belastung mehr findet (Theorie II. Ordnung). Zusätzlich kann der Abbruch durch Aktivierung einer maximalen Verformung an einem bestimmten Knoten spezifiziert werden.
Da in der Realität bestimmte Kraftkomponenten unabhängig von der Einwirkung konstant bleiben (z. B. Eigengewicht, Vorspannung, etc.), bietet die Detaileinstellung eine Option zur Ansetzung einer festen Belastungskomponente für die stufenweise ansteigende Belastung an. Die feste Last kann entweder ein Lastfall oder eine Lastkombination sein. Diese Lastkomponente ist unabhängig von der zu steigernden Belastung und wird im Prozess einfach auf die variable Komponente addiert.
Sind neben dem finalen Lastfaktor auch die Zwischenergebnisse der gültigen Laststufen interessant, können mit der Lastfall- und Lastkombinationsfunktion "Ergebnisse der Laststeigerungen speichern" die Zwischenergebnisse sichtbar gemacht werden. Zur Darstellung gibt es in dem Panel-Fenster und den Ergebnistabellen entsprechende Optionen.
In RSTAB 8 ist die Aktivierung zur Speicherung der Zwischenergebnisse mit dem Zusatzmodul RSKNICK, in RFEM 5 die Aktivierung der stufenweise ansteigenden Belastung mit dem Zusatzmodul RF-STABIL gekoppelt. In diesen Fällen ist neben der Lizenzierung des Hauptprogramms auch eine Lizenz des entsprechenden Zusatzmoduls bereitzustellen.
Autor
Herr Niemeier ist für die Entwicklung von RSTAB, RFEM, RWIND Simulation und den Bereich Membranbau zuständig. Zudem beschäftigt er sich mit Qualitätssicherung und Kundensupport.
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