In RSECTION stehen folgende Analysemethoden zur Verfügung: Analyse dünnwandiger Strukturen und die Finite-Element-Methode. Die bevorzugte Methode kann, wie in Bild 1 gezeigt, in den Basisangaben des Modells ausgewählt werden. Der Unterschied zwischen diesen beiden Methoden besteht in der Berechnung der Eigenschaften und Spannungen der Bruttoquerschnitte. Im ersten Fall werden die Querschnittswerte sowohl für Brutto- als auch für wirksame Querschnitte analytisch berechnet.
Bei der Finite-Elemente-Methode hingegen werden die Querschnittswerte des Bruttoquerschnitts bei finiten Elementen auf Basis definierter Teile berechnet, während für den wirksamen Querschnitt die Berechnung analytisch erfolgt. Somit kann der wirksame Querschnitt für beide Nachweisverfahren berechnet werden, wenn die entsprechende Lizenz für die Erweiterung Effektive Querschnitte vorliegt, wie in Bild 1 gezeigt.
Nachdem der zu untersuchende Querschnitt im Programm angelegt und das entsprechende Berechnungsverfahren in den Basisangaben ausgewählt wurde (siehe Bild 1), ist im nächsten Schritt ein Lastfall zu definieren, in dem die Schnittgrößen aus einer bestimmten Einwirkung vorliegen gespeichert werden.
Dies kann nach Bild 2 erfolgen, wo Sie aufgefordert werden, die Einwirkungskategorie auszuwählen und das Kontrollfeld 'Zu berechnen' an-/abzuwählen, wodurch gesteuert wird, ob der Lastfall bei der Berechnung zu berücksichtigen ist. Die Lastfälle können direkt in der Lastfallliste, die alle Lastfälle des Modells enthält, angelegt, kopiert oder gelöscht werden.
Nachdem die Lastfälle erstellt wurden, können die Schnittgrößen definiert werden. Dies ist sowohl im Fenster Lastfälle und Kombinationen als auch in der Tabelle Schnittgrößen möglich, siehe Bild 3. Das Modell kann für einen beliebigen Lastfall mit mehreren Schnittgrößen an einzelnen x-Stellen des Stabes bemessen werden.
Liegen unterschiedliche Schnittgrößenkombinationen vor, können diese einzeln in unterschiedlichen Lastfällen sowie an unterschiedlichen Stäben oder an unterschiedlichen x-Stellen im gleichen Lastfall verwendet werden. Auf diese Weise können Normal- und Querkräfte, Torsions- und Biegemoment sowie Bimoment zugeordnet werden (Bild 3).
Alternativ zu dieser Möglichkeit, die Schnittgrößen manuell zu definieren, können Schnittgrößen aus RSTAB oder RFEM importiert werden, wie in Bild 4 gezeigt. Dazu ist über die Modellauswahl im Dlubal Center oder über den Windows-Dialog "Öffnen" festzulegen, aus welchem Modell die Schnittgrößen übernommen werden sollen. Um die Schnittgrößen zu importieren, muss zuvor die entsprechende RFEM 6- oder RSTAB 9-Datei mit den Ergebnissen gespeichert werden.
In der Liste 'Objekttyp' kann festgelegt werden, ob die Schnittgrößen der Querschnitte oder der Stäbe importiert werden sollen, und es kann der Querschnitt oder der Stab ausgewählt werden, dessen Schnittgrößen zu berücksichtigen sind. Es ist möglich die aus dem Modell zu übertragenden Lastfälle/Lastfallkombinationen festzulegen, es können jedoch nur Schnittgrößen von berechneten Lastfällen/Lastfallkombinationen importiert werden (nicht berechnete Lastfälle/Lastfallkombinationen sind grau hinterlegt). In RSECTION wird für jeden importierten Lastfall und jede Lastkombination ein Lastfall angelegt; ein bereits bestehender Lastfall kann somit entweder überschrieben oder als ein anderer Lastfall angelegt werden.
Anschließend können die zu berechnenden und anzuzeigenden Spannungen festgelegt werden. Dies erfolgt im Fenster Spannungskonfiguration , wo das entsprechende Kontrollkästchen der zu berechnenden Spannung in einer Liste der Spannungen aktiviert werden kann. Dabei ist auch eine Beschreibung der gewählten Spannung verfügbar, siehe Bild 5. Für jede Spannung kann in der Tabelle ein Grenzspannungstyp gewählt werden, sodass das Spannungsverhältnis aus dem Verhältnis der vorhandenen Spannung zur Grenzspannung berechnet wird.
Die als σx,max = fy ermittelte Grenznormalspannung stellt eine zulässige Spannung für die Belastung infolge Biegung und Normalkraft dar, während die Grenzschubspannung eine zulässige Schubspannung infolge Schub und Torsion angibt, und wird als τmax = fy/√3 berechnet (wobei fy die Fließgrenze ist). Die Grenzvergleichsspannung hingegen stellt eine zulässige Vergleichsspannung für die gleichzeitige Wirkung mehrerer Spannungen dar und wird als σv = fy bestimmt. Es kann auch der Grenzspannungstyp "Benutzer" verwendet werden, um die Grenzspannung manuell anzupassen, oder es wird der Grenzspannungstyp "Ohne" gewählt und die Berechnung des Spannungsverhältnisses entfällt.
Sie können nun die Berechnung starten und erhalten die Ergebnisse wie im Bild 6 dargestellt. Die Spannungen, die im Dialog Spannungskonfiguration gewählt wurden, werden aus den definierten Schnittgrößen berechnet und stehen im Navigator - Ergebnisse zur Verfügung. Die Querschnittseigenschaften sind ebenfalls unter Querschnittswerte zu finden. Alle verfügbaren Ergebnisse können in einem Ausdruckprotokoll weiter dokumentiert werden (Bild 7).
Schlussbemerkungen
Mit dem eigenstängig lauffähigen Programm RSECTION können alle relevanten Querschnittskennwerte inklusive der plastischen Grenzschnittgrößen berechnet werden. Für die Querschnitte aus unterschiedlichen Materialien ermittelt das Programm die idealen Querschnittswerte. Es kann dabei zwischen zwei Analysemethoden gewählt werden: Analyse dünnwandiger Strukturen und Finite-Elemente-Methode. Der Unterschied zwischen diesen beiden Methoden besteht in der Berechnung der Eigenschaften und Spannungen der Bruttoquerschnitte.
Der Arbeitsablauf besteht jedoch darin, diejenige Lastfälle zu definieren, in denen Schnittgrößen aus einer bestimmten Einwirkung gespeichert werden sollen, und die zu berechnenden und anzuzeigenden Spannungen auszuwählen. Somit können für jede beliebige Querschnittsform die Spannungen aus Normalkraft, Doppelbiegung und Querkräften, primärem und sekundärem Torsionsmoment sowie Wölbkraftmoment berechnet werden. Dieser Arbeitsablauf wird in einem der nächsten Knowledge Base-Beiträgen näher erläutert.
