Holzbalken mittels einen oder 2 U-Stahl-Balken verstärken

[Antonio]

Guten Tag,
Ich möchte einen Holzbalken mittels einen oder 2 U-Stahl-Balken verstärken. Beide Balken (bzw. 3 Balken) werden miteinander verschraubt.
Wie könnte ich es modellieren und berechnen?
Ich würde mich freuen über einen Hinweis.
Danke im Voraus
Antonio

[Falko]

AW: Holzbalken mittels einen oder 2 U-Stahl-Balken verstärken

Hallo Antonio,

aus meiner Sicht ist wichtig, ob die Verbindungsmittel in der Schwereachse liegen oder nicht. Wenn nicht, dann bekommen die Verbindungsmittel aus der Verdrehung des Querschnittes zusätzliche Kräfte ab.
Ich habe mal eine Modellierung gewählt, dass ich von der Forderung nach gleicher Verformung des Balkens und der seitl. Verstärkung ausgegangen bin. D.h. ich habe den Balken eingegeben. Jeweils exzentrisch und seitl. (also in der Schwereachse der Verstärkung) die U-Profile. Dann ahbe ich an jeder Stelle wo ein Bolzen in der Schwereachse vorhanden ist eine Kopplung (FEST-FEST) zwischen Balken und Verstärkung definiert. Somit hatte ich mal die gleiche Verformung sichergestellt. Anschließend habe ich noch Knoten für die Bolzen außerhalb der Schwereachse definiert und diese an die Verstärkungsknoten gekoppelt (FEST-FEST -> Ebenbleiben des Querschnittes). Anschließend habe ich Federelemente (Stäbe mit äqv. Querschnitt) zwischen den "Bolzen-Knoten" definiert. Die Steifigkeit hatte ich gemäß DIN 1052 für die Nachgiebigkeit der VM's definiert. Somit konnte ich dann die Kräfte je Bolzen berechnen.
Skizze der Seiteansicht

o Knoten
+ Feder
- Stabelement (Verstärkung)
| Kopplung

o ++++ o ++++ o ++++ o
| | | |
o ----- o ------ o ---- o <- Schwereachse Verstärkung
| | | |
o ++++ o ++++ o ++++ o

Hoffe mein Bild ist halbwegs zu verstehen...

Viele Grüße,
Falko

[Antonio]

AW: Holzbalken mittels einen oder 2 U-Stahl-Balken verstärken

Guten Tag,
vielen Dank für Ihre Antwort. Das hilft mir weiter.
Grüß
Antonio

[Joerg Sando]

AW: Holzbalken mittels einen oder 2 U-Stahl-Balken verstärken

Hallo,

im RSTAB-Forum gab es vor 5 Jahren schon einmal diese Frage:
https://www.dlubal.de/forums/showthread.php?t=44

Bei RSTAB gibt es Federstäbe, da kann die Federsteifigkeit direkt definiert werden. Dies geht bei RFM leider nicht. Hier muss man sich diese mit der Länge der Stäbe (z. B. 1,0 m) und der Steifigkeit E*I selbst zusammenbasteln (geht aber auch).

Jeder Federstab stellt Verbindungsmittel oder Verbindungsmittelgruppen dar.
Die Kraft in dem Federstab ist die Beanspruchung der Verbindungsmittel.
So kann man jede nur erdenkliche Situation einfach modellieren und auch optimieren.

Viele Grüße
Jörg Sando

[AxelS]

AW: Holzbalken mittels einen oder 2 U-Stahl-Balken verstärken

Hallo,
könnte aber auch so funktionen:
- für den Verbindungsstab von Balken zur Verstärkung den Querschnitt "Dummy Rigid"
verwenden
- anschließend die Verbindung als "Balkenstab" mit Stabendgelenken definieren
- diese Gelenke können Federn V(y)+V(z) erhalten
Viele Grüße, A.Stein

[Joerg Sando]

AW: Holzbalken mittels einen oder 2 U-Stahl-Balken verstärken

Hallo,

mit dem "Dummy Rigid" funktioniert es auch bei RFM.
Man muss einen Balkenstab wählen und an beiden Seiten Momentengelenke anordnen. Eines dieser Gelenke erhält zusätzlich ein N-Gelenk mit der Federsteifigkeit der Verbindungsmittel (Verbindungsmittelgruppe).
Bis jetzt sieht es so aus, dass die Ergebnisse mit denen von RSTAB und Federstäben identisch sind.

Viele Grüße
Jörg Sando