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. Hence, the effective cross-section can be calculated for both analysis methods if the license for the extension Effective Section is available, as shown in Image 1.
Considering that the section of interest has already been created in the program and the relevant analysis method has been selected in the Base Data as in Image 1, the next step is to define a load case in which the internal forces from a certain action will be stored.
You can do this as shown in Image 2, where you are asked to choose the action category and select/deselect the "To Solve" check box, which controls whether the load case is analyzed in the calculation. 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. You can do this both in the Load Cases & Combinations window and the Internal Forces table, as shown in Image 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. To do so, you have to define the model from which the internal forces are to be imported by selecting the model from Dlubal Center or via the Windows dialog box called "Open". Um die Schnittgrößen zu importieren, muss zuvor die entsprechende RFEM 6- oder RSTAB 9-Datei mit den Ergebnissen gespeichert werden.
In the "Object Type" list box, you can define whether you want to import the internal forces of cross-sections or members, and select the cross-section or the member whose internal forces are to be considered. 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. You can do this in the Stress Configuration window where a list of stresses is available and you can select the corresponding check box of the stress to be calculated. 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). The limit equivalent stress, on the other hand, represents the allowable equivalent stress for the simultaneous effect of several stresses, and it is determined as σv = fy. You also can use the limit stress type "User" to adjust the limit stress manually, or you select the limit stress type "None" and the calculation of the stress ratio will be omitted.
Sie können nun die Berechnung starten und erhalten die Ergebnisse wie im Bild 6 dargestellt. The stresses that were selected in the Stress Configuration are calculated from the defined internal forces and are available in the Navigator’s Results. You can find the section properties in the Section Properties table as well. 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.
