Bedingt durch die FE-Methodik passiert es häufig, dass an Knoten- und Linienlagern Spannungskonzentrationen auftreten können. In diesem Video werden die Möglichkeiten im Umgang mit solchen Singularitätsstellen gezeigt.
T&T 012 | Singularitäten bei Knoten- und Linienlagern
Haben Sie irgendwelche Fragen?
Länge: 00:04:33 min
Länge: 03:03:00 min
Länge: 03:10:44 min
Länge: 00:06:24 min
Länge: 00:14:49 min
Länge: 02:35:29 min
Länge: 00:02:42 min
Dlubal_KohlA_]_LI.jpg?mw=350&hash=ee8d38f1c4853d80307fa156c159b5e78a3fdca9)
In RF-STANZ Pro kann der Durchstanznachweis an Wandecken und Wandenden geführt werden. Grundlage für die Bemessung ist hierbei die Durchstanzlast, welche aus den RFEM-Schnittgrößen in der angeschlossenen Fläche automatisch ermittelt wird. Da die Flächenschnittgrößen aus der RFEM-Berechnung dem Einfluss von Singularitätsstellen unterliegen können, kann dies auch einen negativen Einfluss auf die ermittelte Durchstanzlast am Wandeck oder -ende haben. In diesem Beitrag sollen mögliche Optimierungsmöglichkeiten aufgezeigt werden, mit denen dieser ungünstige Einfluss minimiert werden kann.
Singularitäten zeigen sich in einem begrenzten Bereich durch eine Konzentration der spannungsabhängigen Ergebniswerte. Sie sind bedingt durch die Methodik der FEM. Theoretisch betrachtet konzentrieren sich dabei die Steifigkeit und/oder die Beanspruchung in unendlicher Größe auf einen infinitesimal kleinen Bereich.
RFEM 5 bietet im Menü "Ergebnisse" → "Neuer Glättungsbereich" die Option einen Glättungsbereich zu definieren. Dabei kann zwischen einer rechteckigen, kreisförmigen oder elliptischen Form gewählt werden. Dieses Werkzeug kann beispielsweise verwendet werden, um Singularitäten durch Knotenlasten auf einen gewünschten Glättungsbereich zu "verschmieren".
Die geglätteten Schnittgrößen aus zuvor definierten Glättungsbereichen können auch zur Bemessung von Betonflächen herangezogen werden. Dazu wird im Modul RF-BETON Flächen die Schaltfläche [Details...] betätigt und die entsprechende Checkbox aktiviert. Wurden vorher keine Glättungsbereiche definiert, ist diese Funktion nicht zugänglich.
Die Ergebnisse von Volumenkörper-Spannungen können als farbige 3D-Punkte in den finiten Elementen dargestellt werden.
In der Gebrauchstauglichkeitskonfiguration lassen sich verschiedene Bemessungsparameter der Querschnitte anpassen. Der angesetzte Querschnittszustand für den Verformungs- und Rissbreitennachweis kann hier gesteuert werden.
Dabei sind folgende Einstellungen aktivierbar:
- Risszustand berechnet aus zugehöriger Last
- Risszustand ermittelt als Umhüllende aus allen GZG-Bemessungssituationen
- Gerissener Querschnittszustand - Lastunabhängig
Im Register 'Bemessungsauflager und Durchbiegung' unter 'Stab bearbeiten' lassen sich die Stäbe durch optimierte Eingabemasken eindeutig segmentieren. Hier werden abhängig von den Auflagern die Verformungsgrenzen für Kragträger bzw. Einfeldträger automatisch herangezogen.
Durch die Definition von Bemessungsauflager in die entsprechende Richtung am Stabanfang, Stabende und an den Zwischenknoten, erkennt das Programm automatisch Segmente und Segmentlängen, auf die die zulässige Verformung bezogen wird. Dabei erkennt es durch die definierten Bemessungsauflager ebenfalls automatisch, ob es sich um einen Träger oder um einen Kragarm handelt. Eine manuelle Zuweisung wie in den Vorgängerversionen (RFEM 5) ist dadurch nicht mehr notwendig.
Mit der Option 'Benutzerdefinierte Längen' können die Referenzlängen in der Tabelle modifiziert werden. Standardmäßig wird immer die entsprechende Segmentlänge verwendet. Weicht die Referenzlänge von der Segmentlänge ab (z. B. bei gekrümmten Stäben), so kann dies angepasst werden.
Zur anschaulichen Ausgabe Ihrer Ergebnisse trägt auch dieses Feature bei. Clippingebenen sind Schnittebenen, die Sie frei durch das Modell legen können. Der Bereich vor bzw. hinter der entsprechenden Ebene wird in der Ansicht ausgeblendet. So können Sie beispielsweise die Ergebnisse in einer Durchdringung oder in einem Volumenkörper klar und übersichtlich darstellen lassen.
Die Berechnung meines Modells liefert an manchen Stellen unrealistisch hohe Spannungen. Woran kann das liegen?
Wie können Singularitäten an Membranflächen aus der Formfindung vermieden werden?
In einigen Bereichen der modellierten Unterzüge beziehungsweise Rippen befinden sich auch Wände oder Wandpfeiler. Sind die Unterzüge an den Wänden zu trennen und zu entfernen, oder sollten diese durchlaufen?
Kann ich anstelle eines festen Knotenlagers auch die Steifigkeiten einer vorhandenen Stütze ermitteln?
Wie kann ich Singularitäten bei Punktlasten vermeiden?
Mein Modell ist instabil. Was könnte die Ursache sein?
.jpg?mw=350&hash=bd355674e865e37d5548c329b8f5f0153cefe276)
Empfohlene Produkte für Sie
RFEM 6 | Hauptprogramm RFEM 6
Hauptprogramm
Die neue Generation der 3D-FEM-Software dient der statischen Berechnung von Stäben, Flächen und Volumen.
Preis der Erstlizenz
4.170,00 USD
RFEM 6 | Zusätzliche Analyse
Add-On
Das Add-On Nichtlineares Materialverhalten ermöglicht die Berücksichtigung von Materialnichtlinearitäten in RFEM (z.B. isotrop plastisch, orthotrop plastisch, isotrope Beschädigung).
Preis der Erstlizenz
1.480,00 USD
RFEM 6 | Zusätzliche Analyse
Add-On
Mit dem Add-On Strukturstabilität werden Stabilitätsuntersuchungen durchgeführt. Es ermittelt kritische Lastfaktoren und die dazugehörigen Stabilitätsfiguren.
Preis der Erstlizenz
1.300,00 USD
RFEM 6 | Zusätzliche Analyse
Add-On
Das Add-On Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) ermöglicht die Berücksichtigung der Querschnittsverwölbung als zusätzlichen Freiheitsgrad.
Preis der Erstlizenz
1.480,00 USD
RFEM 6 | Sonderlösungen
Add-On
Mit dem Add-On Mehrschichtige Flächen bekommt der Anwender die Möglichkeit, mehrschichtige Flächenaufbauten zu definieren. Die Berechnung kann mit und ohne Berücksichtigung des Schubverbundes erfolgen.
Preis der Erstlizenz
1.300,00 USD
RFEM 6 | Sonderlösungen
Add-On
Das zweiteilige Add-On Optimierung & Kosten / CO2-Emissionsabschätzung findet für parametrisierte Modelle und Blöcke über die Künstliche-Intelligenz-Technik (KI) der Partikelschwarmoptimierung (PSO) passende Parameter zur Einhaltung üblicher Optimierungskriterien. Außerdem schätzt dieses Add-On die Modellkosten bzw. CO2-Emissionen durch Vorgabe von Stückkosten bzw. -emissionen je Materialdefinition für das Strukturmodell ab.
Preis der Erstlizenz
1.480,00 USD
RFEM 6 | Bemessung
Add-On
Das Add-On Spannungs-Dehnungs-Berechnung führt einen allgemeinen Spannungsnachweis, indem vorhandene Spannungen berechnet und mit den Grenzspannungen verglichen werden.
Preis der Erstlizenz
1.210,00 USD
RFEM 6 | Bemessung
Add-On
Das Add-On Betonbemessung ermöglicht verschiedene Nachweise nach internationalen Normen. Es lassen sich Stäbe, Flächen und Stützen bemessen sowie Durchstanz- und Verformungsnachweise führen.
Preis der Erstlizenz
2.550,00 USD
RFEM 6 | Bemessung
Add-On
Das Add-On Stahlbemessung führt die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Stäben aus Stahl nach verschiedenen Normen.
Preis der Erstlizenz
2.550,00 USD
RFEM 6 | Bemessung
Add-On
Das Add-On Holzbemessung führt die Tragfähigkeits-, Gebrauchstauglichkeits- und Brandschutznachweise für Holzstäbe nach verschiedenen Normen.
Preis der Erstlizenz
1.930,00 USD
RFEM 6 | Bemessung
Add-On
Das RFEM-Add-On Mauerwerksbemessung ermöglicht Ihnen die Bemessung von Mauerwerk mittels Finite-Elemente-Methode. Es wurde im Rahmen des Forschungsprojektes DDMaS (Digitizing the design of masonry structures) entwickelt. Das Materialmodell bildet hierbei das nichtlineare Verhalten der Ziegel-Mörtelkombination in Form einer Makromodellierung ab.
Preis der Erstlizenz
1.660,00 USD
RFEM 6 | Bemessung
Add-On
Das Add-On Aluminiumbemessung führt die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Stäben aus Aluminium nach verschiedenen Normen.
Preis der Erstlizenz
1.750,00 USD
RFEM 6 | Anschlüsse
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
Add-On
With the RFEM Steel Joints add-on, you can analyze steel connections using an FE model. Dabei läuft die Modellbildung vollständig automatisiert im Hintergrund und ist für Sie über die einfache sowie gewohnte Eingabe von Komponenten steuerbar.
Preis der Erstlizenz
2.110,00 USD
RSTAB 9 | Hauptprogramm RSTAB 9
Hauptprogramm
Das moderne 3D-Statikprogramm eignet sich für die statische und dynamische Berechnung von Stabtragwerken und die Bemessung von Beton, Stahl, Holz usw.
Preis der Erstlizenz
2.910,00 USD
RSTAB 9 | Zusätzliche Analyse
Add-On
Das Add-On Strukturstabilität führt Stabilitätsuntersuchungen von Strukturen durch.
Preis der Erstlizenz
1.300,00 USD
RSTAB 9 | Zusätzliche Analyse
Add-On
Das Add-on Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade) ermöglicht die Berücksichtigung der Querschnittsverwölbung als zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Berechnung von Stäben.
Preis der Erstlizenz
1.480,00 USD
RSTAB 9 | Sonderlösungen
Add-On
Zum anderen schätzt dieses Add-On die Modellkosten bzw. CO2-Emissionen durch Vorgabe von Stückkosten bzw. -emissionen je Materialdefinition für das Strukturmodell ab.
Preis der Erstlizenz
1.480,00 USD
RSTAB 9 | Bemessung
Add-On
Das Add-On Spannungs-Dehnungs-Berechnung führt einen allgemeinen Spannungsnachweis, indem vorhandene Spannungen berechnet und mit den Grenzspannungen verglichen werden.
Preis der Erstlizenz
1.120,00 USD
RSTAB 9 | Bemessung
Add-On
Das Add-On Betonbemessung ermöglicht die Bemessung von Stäben und Stützen nach internationalen Normen.
Preis der Erstlizenz
2.550,00 USD
RSTAB 9 | Bemessung
Add-On
Das Add-On Stahlbemessung führt für Sie die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit für Stäbe nach unterschiedlichen Normen.
Preis der Erstlizenz
2.550,00 USD
RSTAB 9 | Bemessung
Add-On
Das Add-On Holzbemessung führt Tragfähigkeits-, Gebrauchstauglichkeits- und Brandschutznachweise für Holzstäbe nach unterschiedlichen Normen.
Preis der Erstlizenz
1.930,00 USD
RSTAB 9 | Bemessung
Add-On
Das Add-On Aluminiumbemessung führt die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Stäben aus Aluminium nach verschiedenen Normen.
Preis der Erstlizenz
1.750,00 USD
RFEM 6 | Zusätzliche Analyse
Add-On
Mit dem Add-On Analyse von Bauzuständen (CSA) kann in RFEM der Bauablauf von Strukturen (Stab-, Flächen- und Volumentragwerke) berücksichtigt werden.
Preis der Erstlizenz
1.570,00 USD
RFEM 6 | Zusätzliche Analyse
Add-On
Mit dem Add-On Zeitabhängige Analyse (TDA) kann in RFEM zeitabhängiges Materialverhalten für Stäbe berücksichtigt werden. Langzeiteffekte, wie Kriechen, Schwinden und Alterung können, je nach Tragwerk, den Verlauf der Schnittgrößen beeinflussen.
Preis der Erstlizenz
1.030,00 USD
RFEM 6 | Zusätzliche Analyse
Add-On
Das Add-On Formfindung sucht eine optimale Form von normalkraftbelasteten Stäben und zugbelasteten Flächenmodellen. Die Form wird dabei über das Gleichgewicht zwischen der Stabnormalkraft bzw. der Membranspannung und den vorhandene Randbedingungen ermittelt.
Preis der Erstlizenz
2.060,00 USD
RFEM 6 | Zusätzliche Analyse
Add-On
Das Add-On Geotechnische Analyse ermittelt in RFEM anhand der Kennwerte aus Bodenproben den zu analysierenden Bodenkörper. Die genaue Erfassung der Baugrundverhältnisse beeinflusst die Qualität der statischen Analyse von Bauwerken maßgeblich.
Preis der Erstlizenz
1.120,00 USD
RFEM 6 | Sonderlösungen
Add-On
Das Add-On Gebäudemodell für RFEM ermöglicht die Definition und Manipulation eines Gebäudes mittels Geschossen. Dabei können die Geschosse im Nachhinein vielseitig angepasst werden. Die Informationen über Geschosse und Gesamtmodell (Schwerpunkt) werden tabellarisch und grafisch ausgegeben.
Preis der Erstlizenz
1.660,00 USD