Modell ist Instabil

[P_L_98]

Hallo Zusammen,

ich beschäftige mich im Moment im Bezug zu meiner Bachelorarbeit mit der Thematik der nichtlinearen Berechnung von Stb.-Druckgliedern. Hierfür wollte ich einfache Berechnung einer am Stützenfuß eingespannten und am Stützenkopf frei verschieblichen Kragstütze mit RFEM durchführen. Da ich kompletter Anfänger bin, bin ich hierbei gescheitert. Immer wenn ich die Berechnung durchführen will, kommt die Fehlermeldung 10134 "Die Steifigkeitsmatrix ist singulär! Das Modell ist instabil im FE-Netzknoten Nr. 4, Richtung X, Inkrement 1 .Das Modell ist statisch unterbestimmt."
Ich habe versucht das Problem zu lösen, habe dies aber nicht geschafft.
Ich wäre sehr dankbar über Hilfe!

BA_Versuch 1 .rf5

[Frank Faulstich]

Hallo P_L_98. Sie haben als Stabtyp "Druckstab" gewählt.

Ein Druckstab ist ein Fachwerkstab mit der besonderen Eigenschaft, dass er bei Zug ausfällt. Er hat also eine Nichtlinearität.

Dadurch, dass er ein Fachwerkstab ist, hat er am Auflager ein Gelenk. Deswegen fällt er einfach um.

Wenn Sie den Stabtyp in "Balkenstab" ändern, funktioniert Ihr System.

Sie schreiben, dass Sie RFEM-Anfängerin sind. Wir bieten speziell für Studierende Schulungen an:


https://www.youtube.com/watch?v=QOTailPG5k4

https://www.youtube.com/watch?v=23wK0eYcLj0

Viele Grüße
Frank Faulstich

[P_L_98]

Hallo Herr Faulstich

Vielen Dank für die schnelle Rückmeldung und dem Verweis zu den Schulungen.

Ich versuche nun für 5 unterschiedliche Stäbe, eine Berechnung nach Theorie II. Ordnung mit dem Allgemeinen Verfahren für Einzeldruckglieder nach DIN EN 1998 5.8.6 durchzuführen.
In dem Ergebnisreiter "erforderliche Bewehrung" werden nun erforderliche Bewehrungsflächen für die Stäbe ausgegeben. Diese aber nach der linearen Berechnung wenn ich das richtig verstanden habe?
Nun stellt sich mir die Frage, ob es möglich ist, mir die erforderliche Bewehrung nach dem nichtlinearen Verfahren 5.8.6 ausgeben zu lassen?

Mit freundlichen Grüßen
Philippa Leutner

[Frank Faulstich]

...
Ich versuche nun für 5 unterschiedliche Stäbe, eine Berechnung nach Theorie II. Ordnung mit dem Allgemeinen Verfahren für Einzeldruckglieder nach DIN EN 1998 5.8.6 durchzuführen.
In dem Ergebnisreiter "erforderliche Bewehrung" werden nun erforderliche Bewehrungsflächen für die Stäbe ausgegeben. Diese aber nach der linearen Berechnung wenn ich das richtig verstanden habe?

Ja, das ist richtig.

Nun stellt sich mir die Frage, ob es möglich ist, mir die erforderliche Bewehrung nach dem nichtlinearen Verfahren 5.8.6 ausgeben zu lassen?

Die nichtlineare Betonbemessung für Stäbe wird mit dieser Option aktiviert:



In den weiteren Eingabedialogen des Moduls werden dann noch einige zusätzliche Angaben abgefragt.

Viele Grüße
Frank Faulstich

[P_L_98]

Vielen Dank für die schnelle Antwort, soweit habe ich es auch Bemessen können, allerdings kommt dann bei "erforderliche Bewehrung" die selbe Bewehrungsfläche wie bei der nichtlinearen Berechnung heraus. Im Handbuch zu RF-Beton Stäbe habe ich dann nachgelesen, dass die Maske die erforderliche Bewehrung nach der linearen Berechnung herausgibt, auch wenn man die nichtlineare Berechnung durchführt und dann in der Maske der nichtlinearen Berechnung, der Ausnutzungsgrad bestimmt wird.
Deswegen stellte sich mir die Frage was jetzt das Ergebnis der erforderlichen Bewehrung nach dem nichtlinearen Verfahren ist.
Ich hoffe es war einigermaßen verständlich was ich meine.
Vielen Dank und Liebe Grüße!

[Frank Faulstich]

Hallo P_L_98,

bei der nichtlinearen Berechnung von Stützen ist keine automatische Auslegung der Bewehung möglich. Die Bewehrung muss immer vom Anwender vorgegeben werden. Es erfolgt "nur" der Nachweis der vorhandenen Situation.

Viele Grüße
Frank Faulstich

[P_L_98]

Hallo Herr Faulstich,
vielen Dank für die Antwort, das habe ich mir gedacht. Also gibt es auch keine Möglichkeit die erforderliche Bewehrung über die nichtlineare Berechnung zu bestimmen oder ist dies irgendwie möglich?

Liebe Grüße!

[Frank Faulstich]

Hallo P_L_98, nein, diese Möglichkeit gibt es momentan nicht.

Viele Grüße
Frank Faulstich

[P_L_98]

Sehr geehrter Herr Faulstich,

ich habe nun für zwei Stäbe entsprechend mit dem Modellstützenverfahren eine erforderliche Bewehrung gerechnet und anschließend diese eingelegt um den nichtlinearen Nachweis für Einzeldruckglieder nach 5.8.6 führen zu können. Bei schlankeren Stützen, bekomme ich jedes mal eine Fehlermeldung "Hinweis Nr. 5133 Die Berechnung wurde abgebrochen. Kein ausreichender Systemwiderstand zur Sicherstellung eines stabilen Gleichgewichtszustand (Instabil)."

Dies wundert mich, da nach dem Modellstützenverfahren der Nachweise aufgeht und die Stützen auch im Anwendungsbereich dieses Verfahrens liegt und ich mich frage ob es an meinen Einstellungen liegen könnte.

Vielleicht könnten Sie mir weiterhelfen

Vielen Dank für Ihre bisherige Hilfe!

Im Anhang befindet sich eine Datei in der ich den Nachweis für eine weniger schlanke (FA1) und für eine schlankere (FA2) Stützen führen wollte und dieser im FA2 nicht durchgeführt werden konnte.

Mit freundlichen Grüßen
Philippa Leutner

[Frank Faulstich]

Hallo Frau Leutner,

die Instabilität in RF-BETON Stäbe ist darin begründet, dass RF-BETON Stäbe bei der NL-Berechnung für die Stabilität keine automatische Auslegung der Längsbewehrung besitzt. Das bedeutet, dass bei einer zu geringen definierten Grundbewehrung ggf. ein Stabilitätsproblem ausgegeben wird. Die Berechnung bricht entsprechend wie von Ihnen beschrieben ab. Man kann dies umgehen, indem man die vorhandene Grundbewehrung entsprechend vor dem Start der Berechnung bereits anpasst (hier z. B. 5x Durchmesser 20 oben+unten).

Des Weiteren sollte man beachten, dass die Berechnung mit RF-BETON Stützen mit dem Verfahren mit Nennkrümmung durchgeführt wird. In RF-BETON Stäbe wird eine NL-Berechnung mit Th. II. Ordnung und Imperfektionen durchgeführt. Somit sind die LK's, die für beide Module anzusetzen sind, unterschiedlich. Siehe hierzu auch die folgenden Links:

• https://www.dlubal.com/de/support-un...ort/faq/003454
• https://www.dlubal.com/de/support-un...ort/faq/002059
• https://www.dlubal.com/de/support-un...ort/faq/003481
• https://www.dlubal.com/de/support-un...ort/faq/004368

Außerdem ist zu beachten, dass in RF-BETON Stützen eine automatische Ermittlung der effektiven Kriechzahl implementiert ist. Siehe hierzu auch:

• https://www.dlubal.com/de/support-un...ort/faq/004393

Viele Grüße
Frank Faulstich

[P_L_98]

Hallo Herr Faulstich,

vielen Dank für die Hinweise, ich habe nun das ganze nochmal überarbeitet, bin aber aufgrund von Ansteckung mit Corona, nicht früher dazu gekommen. Dementsprechend kommt jetzt eine späte Antwort.
Was sie sagen ist einleuchtend, was ich nun nicht ganz verstehe, sind die Abweichungen einer Handberechnung nach dem Verfahren mit Nennkrümmung und über RF-Beton Stützen. Wenn ich das ganze per Hand berechne, berechne ich das ganze für einachsige Biegung ja um die maßgebende Achse. Somit bekomme ich das selbe Ergebnis, wie wenn ich im Programm eingebe, dass das Knicken nur um die eine maßgebende Achse möglich ist. Dadurch scheint meine Stütze dann aber für die nichtlineare Bemessung unterbemessen, was mir allerdings nicht einleuchtet, da vor allem bei schlankeren Stützen das Nennkrümmungsverfahren ja eher Abweichungen auf der sicheren Seite liegend haben sollte. Wenn ich nun das Knicken für beide Achsen aktiviere, habe ich zwar die Abweichungen von meiner Handrechnung, allerdings wird dann die ausreichende Bewehrung für die nichtlineare Bemessung ausgegeben.
Ich frage mich nun ob ich eventuell einen Denkfehler habe oder ob Sie vielleicht den ein oder anderen Hinweis haben..

Vielen Dank für die ganzen Antworten und einen schönen Tag wünsche ich!
Philippa Leutner

[P_L_98]

Hallo nochmal,

ich habe noch eine anderes Problem, welches ich mir nicht erklären kann. Bei der nichtlinearen Bemessung in RF Beton Stäbe, möchte ich die Bewehrung nicht parallel zur y-Achse, sondern parallel zur z-Achse Anordnen. Da es im Modul nicht möglich ist das ganze zu ändern, habe ich einfach meine Lasten und Imperfektionen anstatt in die y-Achse wirkend, in die z-Achse wirkend angesetzt. Da ich einen Quadratischen Querschnitt habe, dürfte dies ja keinen Unterschied machen. Vor allem wenn ich bei der nichtlinearen Berechnung nur Eckstäbe einsetze, sollte sich die Berechnung eigentlich nicht unterscheiden. Ich habe ja die selbe Belastung nur in die andere Richtung (beim Quadratischen Querschnitt) und die exakt gleiche Bewehrung in Menge und Lage angesetzt. Vielleicht könnte jemand sich das mal anschauen und mir die Abweichugen eventuell erklären.

AKTUELL l8 N400 V5 .rf5

LF 1 und LF 3 wären maßgebend für die Berechnung und in RF Beton Stäbe die Fälle FA 4 und FA6 mit jeweils 16er Durchmesser in den Ecken.

Ich wäre sehr dankbar, wenn mir eventuell jemand behilflich sein könnte, da ich noch nicht so viel Erfahrung mit RFEM/RSTAB habe.

Mit freundlichen Grüßen
Philippa

[Frank Faulstich]

Hallo nochmal,

ich habe noch eine anderes Problem, welches ich mir nicht erklären kann. Bei der nichtlinearen Bemessung in RF Beton Stäbe, möchte ich die Bewehrung nicht parallel zur y-Achse, sondern parallel zur z-Achse Anordnen. Da es im Modul nicht möglich ist das ganze zu ändern, habe ich einfach meine Lasten und Imperfektionen anstatt in die y-Achse wirkend, in die z-Achse wirkend angesetzt. Da ich einen Quadratischen Querschnitt habe, dürfte dies ja keinen Unterschied machen. Vor allem wenn ich bei der nichtlinearen Berechnung nur Eckstäbe einsetze, sollte sich die Berechnung eigentlich nicht unterscheiden. Ich habe ja die selbe Belastung nur in die andere Richtung (beim Quadratischen Querschnitt) und die exakt gleiche Bewehrung in Menge und Lage angesetzt. Vielleicht könnte jemand sich das mal anschauen und mir die Abweichugen eventuell erklären.

[ATTACH]n3467[/ATTACH]

LF 1 und LF 3 wären maßgebend für die Berechnung und in RF Beton Stäbe die Fälle FA 4 und FA6 mit jeweils 16er Durchmesser in den Ecken.

Ich wäre sehr dankbar, wenn mir eventuell jemand behilflich sein könnte, da ich noch nicht so viel Erfahrung mit RFEM/RSTAB habe.

Mit freundlichen Grüßen
Philippa

Hallo Frau Leutner, ich glaube, hier liegt ein Missverständnis zu den Achsensystemen in RFEM vor. Es gibt in RFEM ein globales Achsensystem.



Das wird immer mit Großbuchstaben bezeichnet.

Daneben gibt es noch lokale Achsensysteme, z. B. für Stäbe:



Die lokalen Achsensysteme werden mit Kleinbuchstaben bezeichnet.

Die Bewehrung in Stäben bezieht sich auf das lokale Stab-Achsensystem. Die Längsbewehrung ist immer parallel zur lokalen x-Achse definiert.

Viele Grüße
Frank Faulstich

[P_L_98]

Sehr geehrter Herr Faulstich,

vielen Dank für die schnelle Antwort. Das war aber nicht was ich gemeint habe.
meine frage bezieht sich lediglich auf die Bewehrungsanordnung im Querschntt:



im Modul RF-Betonstäbe kann ich meine Bewehrung nur so parallel zur lokalen Stabachse beidseitig zur y-Achse anordnen. meine Kraft wirkt aber in y- Richtung und ich würde gern die Bewehrung parallel zur z-Achse einlegen können wie in RF Beton Stützen




Da ich die beiden Berechnungen Vergleichen würde...
nun dachte ich, wenn ich für die nichtlineare Berechnung, die Kräfte und Einwirkungen einfach in z-Achse ansetze, sollte dies funktionieren, da ich einen quadratischen Querschnitt habe. Vielleicht verstehen Sie nun was ich meine? Dann würde sich die vorherige Frage stellen...

Vielen Dank für Ihre Hilfe.
Liebe Grüße
Philippa Leutner

[Frank Faulstich]

Hallo Herr Faulstich,

vielen Dank für die Hinweise, ich habe nun das ganze nochmal überarbeitet, bin aber aufgrund von Ansteckung mit Corona, nicht früher dazu gekommen. Dementsprechend kommt jetzt eine späte Antwort.
Was sie sagen ist einleuchtend, was ich nun nicht ganz verstehe, sind die Abweichungen einer Handberechnung nach dem Verfahren mit Nennkrümmung und über RF-Beton Stützen. Wenn ich das ganze per Hand berechne, berechne ich das ganze für einachsige Biegung ja um die maßgebende Achse. Somit bekomme ich das selbe Ergebnis, wie wenn ich im Programm eingebe, dass das Knicken nur um die eine maßgebende Achse möglich ist. Dadurch scheint meine Stütze dann aber für die nichtlineare Bemessung unterbemessen, was mir allerdings nicht einleuchtet, da vor allem bei schlankeren Stützen das Nennkrümmungsverfahren ja eher Abweichungen auf der sicheren Seite liegend haben sollte. Wenn ich nun das Knicken für beide Achsen aktiviere, habe ich zwar die Abweichungen von meiner Handrechnung, allerdings wird dann die ausreichende Bewehrung für die nichtlineare Bemessung ausgegeben.
Ich frage mich nun ob ich eventuell einen Denkfehler habe oder ob Sie vielleicht den ein oder anderen Hinweis haben..

Vielen Dank für die ganzen Antworten und einen schönen Tag wünsche ich!
Philippa Leutner

Hallo Frau Leuter, ich hoffe, dass Sie die Krankheit gut überstanden haben und wieder fit sind.

Ich vermute, dass es Ihnen um den RF-BETON-Fall 6 geht. Der ist aktuell instabil. Dort ist wohl einfach zu wenig Bewehrung vorgegeben (4x16 -> 8,04 cm²). In RF-BETON Stützen kommt für die gleiche Situation (Knicken um y) ein erf As von 12,07cm² heraus. Wenn ich für FA6 in RF-BETOn Stäbe die Bewehrung erhöhe, z.B. min As 5,5cm² je Seite, rechnet der Fall durch.

Viele Grüße
Frank Faulstich