Die Anfangssteifigkeit stellt die Steigung der Last-Verschiebungs-Kurve für einen Anschluss dar und gibt an, dass die Verbindung' in der Lage ist, einer Verformung bei geringfügigen Belastungen standzuhalten. Diese Kenngröße ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der Kraftverteilung innerhalb eines Tragwerks, des Verhaltens unter Gebrauchslasten und der Stabilität des Gesamtsystems. Daher ist die Analyse von Anfangssteifigkeiten in Stahlverbindungen eines der entscheidenden Themen in der Tragwerksplanung, vor allem, um das Verhalten von Verbindungen unter Belastung zu verstehen.
Viele Bemessungsnormen, einschließlich des Eurocode 3 (EN 1993-1-8) und des AISC, enthalten Richtlinien für die Berechnung der Anfangssteifigkeit von Stahlverbindungen. In den Statik-Programmen sind häufig auch Möglichkeiten zur Modellierung von Anschlusssteifigkeiten integriert. Die Dlubal-Programme RFEM und RSTAB gehören zu den führenden Lösungen, wenn es um umfassende Funktionen für die Analyse von Anschlusssteifigkeiten geht.<br><br> Diese Funktion unterstützt die genaue Abschätzung der Steifigkeit und erhöht den Realismus von Strukturmodellen.
In diesem Zusammenhang soll im folgenden Artikel erläutert werden, wie eine Anfangssteifigkeitsanalyse im Dlubal-Add-On Stahlanschlüsse am Beispiel der Stirnplattenverbindung eines Durchlaufträgers und eines Durchlaufträgers (wie in Bild 1 dargestellt) erfolgen kann. Der Schwerpunkt liegt auf der Berechnung der Rotationssteifigkeit für Momente um die y-Achse. In diesem Artikel wird gezeigt, wie die Analyse in der Software gestartet und durchgeführt wird, bevor das zugrunde liegende Konzept kurz erläutert wird.
Analyse der Anfangssteifigkeit im Add-On Stahlanschlüsse
Die Steifigkeitsanalyse wird als zusätzliches Analyse-Feature im Add-On Stahlanschlüsse angeboten. Die Berechnungskonfiguration kann hier eingestellt oder, falls bereits eine Konfiguration angelegt wurde, aus dem Dropdown-Menü ausgewählt werden (Bild 2). Beachten Sie, dass hier auch Änderungen an bestehenden Konfigurationen vorgenommen werden können. Die verfügbaren Bemessungsparameter für die Konfiguration sind in Bild 3 dargestellt.
Die Anfangssteifigkeitsanalyse kann für ausgewählte Stäbe hinsichtlich der Schnittgrößen N, My und Mz geführt werden. Im Register Stäbe des Eingabedialogs des Add-Ons können die gewünschten Schnittgrößen über Kontrollkästchen ausgewählt werden, wobei auch mehrere Schnittgrößen gleichzeitig ausgewählt werden können (Bild 4). Die Steifigkeitsanalyse kann dann für diese Schnittgrößen mit positiven sowie negativen Werten erfolgen.
Konzept dahinter
Das Add-On Stahlanschlüsse ermöglicht, wie oben beschrieben, eine erste Steifigkeitsanalyse in wenigen und einfachen Schritten und liefert effizient und schnell Ergebnisse. Für diejenigen, die an der Methodik dahinter interessiert sind, konzentriert sich der Ansatz darauf, die Verformung des ausgewählten Trägers in der Fuge zu analysieren, während die anderen Träger starr gelagert werden. Interessant ist, dass neben dem Flächenmodell auch ein entsprechendes Stabmodell verwendet wird (Bild 5). Bei beiden Modellen sind die Stabenden voll gelagert; Das Stabmodell verwendet jedoch analoge Stäbe wie das Flächen-Teilmodell und weist starre Verbindungen zwischen den Stäben auf. Diese Konstellation kompensiert Verformungseffekte, indem die eigene Durchbiegung des Trägers' innerhalb der Fuge effektiv berücksichtigt wird.
