Mit dem Add-On Stahlanschlüsse, verfügbar als Erweiterung für RFEM 6, lassen sich zahlreiche Verbindungen aus der Stahlbaupraxis erzeugen. Es nutzt die komponentenbasierte Finite-Elemente-Methode (CBFEM) und verknüpft die Bemessung der Verbindungen nahtlos mit der statischen Berechnung der Gesamtstruktur.
Unter den zahlreichen neuen Funktionen des Add-Ons, mit denen wir bei Dlubal versuchen, die Modellierung und Bemessung von Stahlverbindungen für Sie so einfach und schnell wie möglich zu gestalten, sind zwei für diesen Beitrag besonders wichtig: die Möglichkeit, kreisförmige Hohlprofile zu modellieren und die Möglichkeit, ausgesteifte Verbindungen für Stäbe dieses Profiltyps mit der Komponente "Rippe" zu modellieren. In diesem Zusammenhang soll dieser Artikel die Vorteile der Komponente "Rippe" für die Modellierung von ausgesteiften rohrförmigen Verbindungen wie in Bild 1 aufzeigen. Dazu wird die im Bild gezeigte Verbindung zunächst ohne die Komponente modelliert und dann einfach durch Einfügen der Komponente und Anpassen ihrer Einstellungen modelliert.
Modellierung des Ringflansches
Schauen wir uns zunächst die Komponenten an, die wir benötigen, bevor wir uns die beiden Methoden zur Modellierung von Rippen ansehen. Da zwei Stabelemente verbunden werden, kann eine geschraubte Stirnplattenverbindung verwendet werden (Bild 2). Um dies im Add-On Stahlanschlüsse zu modellieren, werden folgende Komponenten benötigt: Stirnplattenstoß, Platteneditor und Verbindungsmittel. Bitte beachten Sie, dass die Verbindung aus zwei Platten besteht, deren Form von rechteckig auf rund geändert werden muss. Sie müssen also den Platteneditor zweimal einfügen und richtig anpassen (einmal für jede Platte).
Wenn Sie die Einstellungen der einzelnen Komponenten im Detail sehen möchten, können Sie das am Ende des Artikels bereitgestellte Modell herunterladen. Der Beitrag mit dem Titel KB 1887 | Modellierung einer einfachen Stirnplattenverbindung in RFEM 6 auf unserer Website gibt auch einen tieferen Einblick, wie man diese Komponenten einfügt und ihre Einstellungen anpasst.
Modellierung der Rippen
Nachdem die obigen Komponenten eingefügt und ihre Einstellungen richtig definiert wurden, schauen wir uns die Rippenmodellierung im Programm vor und nach der Bereitstellung der Rippenkomponente als Einzelkomponente zum direkten Einfügen aus der Komponentenbibliothek an.
Modellierung ohne Verwendung der Komponente "Rippe"
In älteren Versionen des Programms erfolgte die Rippenmodellierung wie in diesem Abschnitt beschrieben. Zuerst musste man eine Platte einfügen, um die Rippe auf einer Seite des Rings zu haben. Dann musste man zwei Blechschnitte dafür einfügen: einen für den Schnitt über die Stirnplatte und einen für den Schnitt über den Verbindungsstab. Beachten Sie, dass der erste Schnitttyp "Platte" ist, während der zweite "stabweise" ist. Um die richtige Form der Platte zu erhalten, hätte ein Platteneditor hinzugefügt werden müssen, um die Rippenecken durch Abschrägen anzupassen. Auf diese Weise hätten Sie 4 separate Komponenten einfügen und ihre Einstellungen definieren müssen, um nur eine Rippe zu modellieren (Bild 3).
Anschließend hätten Sie dieselben 4 Komponenten erneut einfügen müssen, um dem Anschluss eine weitere Rippe hinzuzufügen. Selbst wenn Sie die Komponenten kopiert hätten, müssten Sie dennoch Anpassungen vornehmen, z.B. bei der Position der Platte, damit die Rippe an der richtigen Stelle sitzt. Da sich auf einer Seite der Ringplatte 8 Rippen befinden (eine in jedem 45-Grad-Winkel), hätten Sie allein auf dieser Seite 6 weitere Rippen benötigt, was zur Folge gehabt hätte, dass dieselben 4 Komponenten 8-mal verwendet worden wären (d.h. insgesamt 32 Komponenten) und die Position jeder Platte entsprechend angepasst werden müsste, um eine Rippe in jedem 45-Grad-Winkel zu erhalten.
Aber das ist nicht alles; Der gesamte Prozess müsste für die andere Seite der Ringplatte wiederholt werden, sodass letztendlich 64 Komponenten benötigt würden, um die in Bild 1 gezeigte Verbindung zu erzeugen.
Modellierung mit der Komponente "Rippe"
Da die oben beschriebene Methode zur Modellierung von Rippen recht zeitaufwendig ist, hat unser Entwicklerteam bei Dlubal diesen Prozess für Sie wesentlich einfacher und unkomplizierter gemacht, indem es die Komponente "Rippe" für die Anwendung auf Kreisquerschnitte, wie in diesem Beispiel, geschaffen hat. Jetzt muss also nur noch die Komponente mit der Funktion "Komponente am Anfang/Ende einfügen" eingefügt und die Einstellungen wie in Bild 5 gezeigt vorgenommen werden. Diese Einstellungen haben Sie bereits in diesem Beitrag kennengelernt:
KB 1890 | Verwendung der Rippenkomponente zur Modellierung ausgesteifter Stahlverbindungen
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Außerdem können Sie jetzt alle Rippen auf einer Seite der Ringplatte gleichzeitig definieren, indem Sie ihre Anzahl in den Einstellungen anpassen, wie in Bild 5 gezeigt. Das bedeutet, dass Sie, um die Rippen auf der anderen Seite der Ringplatte (bezogen auf Stab 2) zu erhalten, diese Komponente nur einmal kopieren und dann einfach das ausgesteifte Objekt zu "Stab 2 | Wand" und das Bezugsobjekt von "Stirnplattenstoß 1 | Blech 1" in "Stirnplattenstoß 1 | Blech 2" ändern müssen, wie in Bild 6 gezeigt.
Auf diese Weise müssen Sie nur 2 Komponenten zur Aussteifung des Ringflansches und zur Erstellung der Verbindung einfügen, wie in Bild 1 dargestellt. Das ist ein großer Unterschied zu den 64 Komponenten, die man früher allein für die Modellierung der Rippe einfügen musste.
Abschließende Worte
Wir bei Dlubal haben es uns zur Aufgabe gemacht, Ihnen ständig Tools zur Verfügung zu stellen, die Ihre Arbeit mit unseren Programmen einfach, schnell und unkompliziert gestalten. In diesem Zusammenhang wurde die Komponentenbibliothek im Add-On Stahlanschlüsse um die Komponente "Rippe" erweitert, die nun auch für Stäbe mit kreisförmigen Hohlprofilen verwendet werden kann. Auf diese Weise lassen sich ausgesteifte Rohrverbindungen, wie die in diesem Beitrag gezeigten, sehr einfach und effektiv modellieren: Zusätzlich zu den Komponenten, die für die Modellierung des Ringflansches benötigt werden, müssen lediglich zwei Komponenten vom Typ "Rippe" eingefügt und der Ringflansch durch diese Komponenten ausgesteift werden. Die Aussteifung wiederum ist wichtig, um Probleme wie die Abstützwirkung auf die Verbindungselementen zu vermeiden, was in einem der nächsten Knowledge Base-Beiträge behandelt wird.