Das Add-On Spannungs-Dehnungs-Berechnung kann in den Basisangaben des Modells aktiviert werden (Bild 1). Sobald das Add-On aktiviert ist, werden der Navigator, die Tabellen und die Dialoge um neue Einträge erweitert, die vollständig in die Benutzeroberfläche von RFEM/RSTAB integriert sind.
In diesem Beitrag wird anhand eines praktischen Beispiels gezeigt, wie die Eingabedaten für Stab- und Flächenkonfigurationen verwaltet und die Spannungs-Dehnungs-Berechnung in RFEM 6 durchgeführt werden. Die Spannungs-Dehnungs-Berechnung wird für einen Ausschnitt eines Stadions mit Membrandach geführt, wie in Bild 2 gezeigt. Auf diese Weise kann überprüft werden, ob die Elemente (die zuvor im Programm modelliert wurden) den Bemessungsanforderungen entsprechen oder ob die Eigenschaften überarbeitet werden müssen (z. B. in Bezug auf Querschnitt, Material, Dicke usw.).
Wie bereits erwähnt, stehen sowohl im Navigator als auch in der Tabelle die Objekte der Kategorie Spannungs-Dehnungs-Berechnung zur Verfügung, um die Eingabedaten für den Nachweis zu definieren. Somit können die zu bemessenden Objekte sowie deren Materialien und Querschnitte kontrolliert werden. Abhängig vom selektierten Objekt können auch spezifische Konfigurationen definiert werden, in denen Grenzwerte und andere Bemessungsoptionen festgelegt werden können.
Da dieses Modell aus Stäben und Flächen besteht, stehen in den Einstellungen für die Spannungs-Dehnungs-Berechnung für jeden dieser Objekttypen eigene Tabellen zur Verfügung. Die Konfigurationseinstellungen sind über das Symbol 'Bearbeitungsdialog öffnen' (Bild 3) zugänglich, wo für jede Bemessungskonfiguration unterschiedliche Typen angelegt und jedem Objekt die passende Konfiguration zugewiesen werden kann.
Zunächst kann eine neue Stabkonfiguration basierend auf den Vorgabewerten der gewählten Bemessungsnorm erzeugt werden. To do so, you can use the "New" button positioned below the list, which shows all configurations of this limit state available in the model. Da noch keine Konfiguration definiert wurde, ist diese Liste leer (Bild 4).
You can start defining the design configuration in the "Main" tab of the dialog box by selecting the stresses to be calculated and specifying the limit stresses for comparison. Beispielsweise kann zwischen Grenznormal-, Grenzschub- oder Grenzvergleichsspannung gewählt sowie eine benutzerdefinierte Grenzspannung vorgegeben werden. In diesem Beispiel soll die Vergleichsspannung von Mises zur Berechnung ausgewählt werden und die zugehörige Formel wird im rechten Teil des Dialogs angezeigt.
Other design-relevant options can be found in the "Special Options" tab shown in Image 5. Somit kann die Gewichtung der Normal- und Schubspannungen in der Mises-Vergleichsspannung über die Vorgabe der Faktoren kσx bzw. kτ modifiziert werden.
Werden Querlasten auf den Obergurt angesetzt, können die exzentrisch wirkenden Querlasten auch für I-Profile mit einer vereinfachten Methode berücksichtigt werden, bei denen das Biegemoment Mz vollständig auf den Obergurt für jeden gewalzten oder parametrisch symmetrischen I-Querschnitt des Bemessungsfalls angesetzt wird.
Once the configuration is defined, you can assign it to the respective objects via the "Select Individually" button in the dialog box at the top right, or directly in the input table of the stress-strain calculation for the corresponding configuration (Image 6). Des Weiteren können Sie mehrere Konfigurationen anlegen und diese verschiedenen Objekten zuweisen.
Die Angaben innerhalb einer Konfiguration gelten für alle Objekte, denen diese Konfiguration zugeordnet ist. Wenn einem zu bemessenden Objekt keine Konfiguration zugewiesen ist, werden für dieses Objekt keine Nachweise durchgeführt.
Die Bemessungskonfigurationen gehen auch in den Bearbeitungsdialog der einzelnen Stäbe ein, wie in Bild 7 dargestellt. The assignment can be done in the Design Configurations tab of the dialog box, where you can select an existing configuration from the list, use the "New" button to create a new configuration, or use the "Multiple Selection" button to graphically select another object from which the respective configuration is imported. The edit menu of the selected configuration can be opened via the "Edit" button.
In gleicher Weise lassen sich Flächenkonfigurationen über die Tabelle Spannungs-Dehnungs-Berechnung oder den Bearbeitungsdialog der einzelnen Flächen definieren. Sie können die zu berechnenden Spannungen auswählen und die Grenzspannungen wie in Bild 8 gezeigt festlegen. To specify a user-defined limit stress, select the limit stress type "User". This activates the "User-Defined Limit Stress" where you can define the values of interest.
Weitere Einstellungen für die Spannungs-Dehnungs-Berechnung werden in den kommenden Knowledge Base-Artikeln gezeigt. Führt man die Berechnung jedoch mit den oben definierten Stab- und Flächenkonfigurationen durch, erhält man die Ergebnisse wie in Bild 9.
Die Ergebnisse stehen sowohl in grafischer als auch in tabellarischer Form zur Verfügung. Die einzelnen Ergebnisse, die im Ergebnis-Navigator angezeigt werden sollen, können ausgewählt werden, während die Detailergebnisse für Stäbe und Flächen in der Tabelle Spannungs-Dehnungs-Berechnung zu finden sind. Damit kann überprüft werden, ob die Elemente die Nachweise erfüllen oder hinsichtlich Querschnitt, Material, Dicke etc. nachbearbeitet werden müssen.
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