Zunächst werden die maßgebenden Nachweise der Verbindung für den jeweiligen Lastfall, Last- oder Ergebniskombination dargestellt. Des Weiteren ist es auch möglich, die Ergebnisse separat für Stabsätze, Flächen, Querschnitte, Stäbe, Knoten sowie Knotenlager auszuweisen.
- Die angezeigten Ergebnisse können über einen Filter weiter reduziert und so übersichtlicher dargestellt werden.
- Bemessung von Stabenden, Stäben, Knotenlagern, Knoten und Flächen
- Berücksichtigung von festgelegten Bemessungsbereichen
- Überprüfung der Querschnittsabmessungen
- Bemessung gemäß EN 1995-1-1 (Europäische Holzbaunorm) mit den jeweiligen Nationalen Anhängen + DIN 1052 + DSTV DIN EN 1993-1-8 + ANSI/AWC - NDS 2015 (US-Norm)
- Bemessung diverser Materialien wie Stahl, Beton usw. möglich
- Keine zwingende Bindung an spezifische Normen
- Erweiterbare Datenbank enthält Verbindungsmittel für Holz (SIHGA, Sherpa, WÜRTH, Simpson StrongTie, KNAPP, PITZL) und Stahl (Typisierte Anschlüsse im Stahlhochbau nach EC 3, M-connect, PFEIFER, TG-Technik)
- Grenztragfähigkeiten für Holzträger der Firmen STEICO und Metsä Wood in Datenbank
- Anbindung an MS Excel
- Optimierung der Verbindungsmittel (hierbei wird das am besten ausgelastete Verbindungsmittel berechnet)
- Anwendbar für Stäbe, die als Stabsätze definiert wurden
- Eigenständiger Solver, der 7 Verformungsrichtungen (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) bzw. 8 Schnittgrößen (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) berücksichtigt
- Nichtlineare Bemessung nach Theorie II. Ordnung
- Eingabe von Imperfektionen
- Berechnung von kritischen Lastfaktoren, Knickeigenformen sowie deren Visualisierung (inkl. Verwölbung)
- Integriert in die Stabbemessung in den Zusatzmodulen RF-/STAHL EC3 und RF-/STAHL AISC
- Verfügbar für alle dünnwandigen Stahlquerschnitte
Nachdem die zur Bemessung benötigten Lasten ausgewählt und ggf. die gewünschte Norm zur Bemessung ausgewählt wurde, erfolgt die Definition der Grenzbeanspruchung in der Maske 1.2 Limit-Parameter. Neben den bereits in der Datenbank vorhandenen Herstellern können weitere hinzugefügt werden.
Nachdem alle Elemente für die Bemessung gewählt wurden, wird optional noch die Definition der Klasse der Lasteinwirkungsdauer (KLED) definiert. Diese Maske ist jedoch nur aufgeführt, wenn Holzverbindungsmittel nach EN 1995-1-1 oder nach DIN 1052 bemessen werden sollen.
Da RF-/STAHL Wölbkrafttorsion voll in RF-/STAHL EC3 und RF-/STAHL AISC integriert ist, erfolgt die Eingabe gleichermaßen wie bei der üblichen Bemessung in diesen Modulen. In den Detaileinstellungen muss lediglich die Wölbkraftanalyse aktiviert werden (siehe Bild rechts). Die max. Anzahl der Iterationen kann hier ebenso definiert werden.
Die Torsions-Bemessung erfolgt in RF-/STAHL EC3 und RF-/STAHL AISC für Stabsätze. Für diese lassen sich Randbedingungen wie Knotenlager und Stabendgelenke definieren.
Ebenso können die Imperfektionen für die nichtlineare Berechnung festgelegt werden.
- Sie können die Nutzung des Bemessungsmoduls im Register Add-Ons der Basisangaben des Modells aktivieren oder deaktivieren
- Nach Aktivierung des Add-Ons erweitert sich die Benutzeroberfläche in RFEM um neue Einträge im Navigator, den Tabellen und den Dialogen
- Modellierung des Profils über Elemente, Profile, Bögen und Punktelemente
- Erweiterbare Bibliothek für Materialkennwerte, Streckgrenzen und Grenzspannungen
- Querschnittswerte offener, geschlossener oder nicht zusammenhängender Profile
- Ideelle Querschnittswerte von Profilen aus unterschiedlichen Materialien
- Ermittlung von Schweißnahtspannungen in Kehlnähten
- Spannungsanalyse einschließlich Bemessung primärer und sekundärer Torsion
- Kontrolle der (c/t)-Verhältnisse
- Wirksame Querschnitte gemäß
- EN 1993-1-5 (inkl. längs ausgesteifte Beulfelder gemäß Abschnitt 4.5)
-
EN 1993-1-3
-
EN 1999-1-1
-
DIN 18800-2
- Klassifizierung nach
-
EN 1993-1-1
-
EN 1999-1-1
-
- Schnittstelle zu MS Excel für Import und Export von Tabellen
- Ausdruckprotokoll
In RF-/STAHL AISC lassen sich an frei wählbaren Stellen seitiche Zwischenlager berücksichtigen. Dabei ist beispielsweise möglich, lediglich den oberen Flansch zu stabilisieren.
Weiterhin können benutzerdefinierte seitliche Zwischenlager zugewiesen werden, z. B. einzelne Drehfedern und Wegfedern an beliebigen Stellen am Querschnitt.
Im Add-On "Stahlanschlüsse" haben Sie die Möglichkeit, in sämtlichen Komponenten die Vorspannung von Schrauben bei der Berechnung zu berücksichtigen. Die Vorspannung lässt sich einfach bei den Schraubenparametern mittels einer Checkbox aktivieren und hat Auswirkungen sowohl auf die Spannungs-Dehnungsberechnung als auch auf die Steifigkeitsanalyse.
Vorgespannte Schrauben sind spezielle Schrauben, die im Stahlbau verwendet werden, um eine hohe Klemmkraft zwischen den verbundenen Bauteilen zu erzeugen. Diese Klemmkraft bewirkt eine Reibung zwischen den Bauteilen, die die Übertragung von Kräften ermöglicht.
Funktionsweise
Vorgespannte Schrauben werden mit einem bestimmten Drehmoment angezogen, wodurch sie sich dehnen und eine Zugkraft erzeugen. Diese Zugkraft wird auf die verbundenen Bauteile übertragen und führt zu einer hohen Klemmkraft. Die Klemmkraft verhindert ein Lösen der Verbindung und sorgt für eine sichere Kraftübertragung.
Vorteile
- Hohe Tragfähigkeit: Vorgespannte Schrauben können hohe Kräfte übertragen.
- Geringe Verformung: Sie minimieren die Verformung der Verbindung.
- Ermüdungsfestigkeit: Sie sind widerstandsfähig gegen Ermüdung.
- Einfache Montage: Sie sind relativ einfach zu montieren und demontieren.
Berechnung und Bemessung
Die Berechnung von vorgespannten Schrauben erfolgt in RFEM mittels des durch das Add-On "Stahlanschlüsse" generierten Analyse-FE-Modells. Dabei werden Klemmkraft, Reibung zwischen den Bauteilen, Scherfestigkeit der Schrauben und Tragfähigkeit der Bauteile berücksichtigt. Die Bemessung erfolgt nach DIN EN 1993-1-8 (Eurocode 3) oder der US-Norm ANSI/AISC 360-16. Das erstellte Analysemodell inklusive Ergebnisse kann als eigenständiges RFEM-Modell gespeichert und verwendet werden.
Die Ermittlung des Biegedrillknickmomentes erfolgt in RF-/STAHL AISC durch einen Eigenwertlöser, welcher eine genaue Bestimmung der Verzweigungslast ermöglicht.
Der Eigenwertlöser wird durch ein Anzeigefenster der Eigenformgrafik vervollständigt, das zur Überprüfung der Randbedingungen dient.
Die Ergebnisse der Wölbkrafttorsions-Bemessung werden in RF-/STAHL EC3 und RF-/STAHL AISC auf die übliche Art und Weise ausgegeben. In den entsprechenden Ausgabetabellen werden u. a. Verzweigungswerte, Schnittgrößen und der Gesamtnachweis dargestellt.
Die grafische Darstellung der Eigenform (inkl. Verwölbung) erlaubt eine realitätsnahe Beurteilung des Knickverhaltens.
Im Add-On Stahlanschüsse können Sie die Steifigkeiten der Anschlüsse klassifizieren.
Für die gewählten Schnittgrößen N, My und/oder Mz werden neben der Anfangssteifigkeit auch die Grenzwerte für gelenkige und starre Anschlüsse ausgegeben. Die sich daraus ergebene Klassifizierung wird anschließend mit "gelenkig", "nachgiebig" oder "starr" tabellarisch dargestellt.
Zum ErklärvideoDUENQ enthält eine umfangreiche Bibliothek von Walzprofilen und parametrisierten Profilarten. Diese können zusammengesetzt oder mit neuen Elementen ergänzt werden. Der Aufbau eines Profils aus unterschiedlichen Materialien gelingt problemlos.
Grafische Tools und Funktionen erlauben die Modellierung komplexer Querschnittsformen in CAD-Arbeitsweise. Die grafische Eingabe unterstützt u. a. das Setzen von Punktelementen, Kehlnähten, Bögen, parametrisierten Rechteck- und Rohrquerschnitte, Ellipsen, elliptische Bögen, Parabeln, Hyperbeln, Splines und NURBS. Alternativ wird eine DXF-Datei eingelesen und als Basis für die weitere Modellierung genutzt. Auch können Hilfslinien für die Modellierung genutzt werden.
Des Weiteren ermöglicht eine parametrisierte Eingabe, Modell- und Belastungsdaten so einzugeben, dass sie von bestimmten Variablen abhängig sind.
Elemente können grafisch geteilt oder an ein anderes Objekt angefügt werden. DUENQ nimmt die Teilungen automatisch vor und stellt mit Nullelementen sicher, dass der Schubfluss nicht unterbrochen wird. Für Nullelemente kann eine spezifische Dicke zur Schubübertragung festgelegt werden.
- Berücksichtigung von 7 lokalen Verformungsrichtungen (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) bzw. 8 Schnittgrößen (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) bei der Berechnung von Stabelementen
- Nutzbar in Kombination mit einer statischen Berechnung nach Theorie I., II. und III. Ordnung (dabei können auch Imperfektionen berücksichtigt werden)
- Ermöglicht in Kombination mit dem Add-on Stabilitätsanalyse die Ermittlung von kritischen Lastfaktoren und Eigenformen von Stabilitätsproblemen wie Drillknicken und Biegedrillknicken
- Berücksichtigung von Stirnplatten und Quersteifen als Wölbfedern bei der Berechnung von I-Profilen mit automatischer Ermittlung und grafischer Anzeige der Wölbfedersteifigkeit
- Grafische Darstellung der Querschnittsverwölbung von Stäben in der Verformungsfigur
- Vollständige Integration in RFEM und RSTAB
Im Add-On Stahlanschlüsse können Sie Verbindungen nach der amerikanischen Norm ANSI/AISC 360-16 bemessen. Folgende Nachweisverfahren sind für Sie integriert:
- Load and Resistance Factor Design (LRFD)
- Allowable Stress Design (ASD)
Durch die integrierte Modulerweiterung RF-/STAHL Wölbkrafttorsion kann in RF-/STAHL AISC die Bemessung nach Bemessungsanleitung 9 (Design Guide 9) durchgeführt werden.
Die Berechnung erfolgt mit 7 Freiheitsgraden nach Wölbtorsionstheorie und ermöglicht die realistische Stabilitätsbemessung inklusive Berücksichtung von Torsion.
Die Berechnung der Wölbkrafttorsion führen Sie am Gesamtsystem durch. Dabei berücksichtigen Sie den zusätzlichen 7. Freiheitsgrad für die Stabberechnung. Die Steifigkeiten der angeschlossenen Strukturelemente werden dadurch automatisch berücksichtigt. Dadurch müssen Sie keine Ersatzfedersteifigkeiten oder Lagerungsbedingungen für ein herausgelöstes System definieren.
Die Schnittgrößen aus der Berechnung mit Wölbkrafttorsion können Sie anschließend in den Add-Ons zur Bemessung nutzen. Berücksichtigen Sie das Wölbbimoment und sekundäre Torsionsmoment abhängig von Material sowie der gewählten Norm. Ein typischer Anwendungsfall ist hier der Stabilitätsnachweis nach Theorie II. Ordnung mit Imperfektionen im Stahlbau.
Wussten Sie schon? Die Anwendung ist nicht nur auf dünnwandige Stahlquerschnitte beschränkt. Dadurch ermöglicht sie beispielsweise auch eine Berechnung des ideellen Kippmomentes von Balken mit massiven Holzquerschnitten.
Auch kaltgeformte Stahlstäbe können nach AISI S100-16/CSA S136-16 in RFEM 6 bemessen werden. Die Bemessung erfolgt über die Auswahl von "AISC 360" oder "CSA S16" als Norm im Add-On Stahlbemessung. Anschließend wird für die Bemessung der kaltgeformten Profile automatisch "AISI S100" bzw. "CSA S136" ausgewählt.
RFEM verwendet die Direct Strength Method (DSM), um die elastische Knicklast des Stabes zu berechnen. Dieses Verfahren bietet zwei Arten von Lösungen, numerisch (Finite Strip Method) und analytisch (Spezifikation). Bei den Querschnitten können die FSM-Signaturkurve und die Knickfiguren eingesehen werden.
DUENQ berechnet alle relevanten Querschnittswerte einschließlich der plastischen Grenzschnittgrößen. Überlappungsbereiche werden realitätsgetreu erfasst. Bei Profilen, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, bestimmt DUENQ die ideellen Querschnittswerte mit Bezug auf ein Referenzmaterial.
Neben der Spannungsanalyse elastisch-elastisch ist ein plastischer Nachweis mit Interaktion der Schnittgrößen für beliebige Querschnittsformen möglich. Die plastischen Interaktionsnachweise erfolgen nach der Simplex-Methode. Die Fließhypothesen können nach Tresca und von Mises gewählt werden.
DUENQ führt nach EN 1993-1-1 und EN 1999-1-1 eine Klassifizierung des Querschnitts durch. Für Stahlquerschnitte werden bei Querschnitten der Klasse 4 effektive Breiten für unausgesteifte oder längs ausgesteifte Blechfelder gemäß EN 1993-1-1 und EN 1993-1-5 ermittelt. Für Aluminiumquerschnitte werden bei Querschnitten der Klasse 4 effektive Dicken gemäß EN 1999-1-1 berechnet.
Optional werden im Programm die Grenzwerte (c/t) nach den Verfahren el-el, el-pl oder pl-pl gemäß DIN 18800 überprüft. Die (c/t)-Felder gleichgerichteter Elemente werden dabei automatisch erkannt.
Im Add-On Stahlanschlüsse haben Sie die Möglichkeit, Verbindungen von Stäben mit zusammengesetzten Querschnitten zu bemessen. Zudem können Sie Anschlussbemessungen für nahezu alle dünnwandigen Querschnitte der RFEM-Bibliothek durchführen.
Zum ErklärvideoDUENQ berechnet die Querschnittswerte und Spannungen für beliebige offene, geschlossene, verbundene oder nicht zusammenhängende Profile.
- Querschnittskennwerte
- Gesamtfläche A
- Schubflächen Ay, Az, Au und Av
- Schwerpunktlage yS, zS
- Flächenmomente 2. Grades Iy, Iz, Iyz, Iu, Iv, Ip, Ip,M
- Trägheitsradien iy, iz, iyz, iu, iv, ip, ip,M
- Hauptachsenneigung α
- Querschnittsgewicht G
- Querschnittsoberfläche U
- Torsionsflächenmomente 2. Grades IT, IT,St.Venant, IT,Bredt, IT,s
- Schubmittelpunktlage yM, zM
- Wölbwiderstände Iω,S, Iω,M bzw. Iω,D bei gebundener Drillachse
- Max/Min-Widerstandsmomente Wy, Wz, Wu, Wv, Wω,M mit Lageangabe
- Querschnittsstrecken ru, rv, rM,u, rM,v
- Abklingfaktor λM
- Plastische Querschnittswerte
- Normalkraft Npl,d
- Querkräfte Vpl,y,d, Vpl,z,d, Vpl,u,d, Vpl,v,d
- Biegemomente Mpl,y,d, Mpl,z,d, Mpl,u,d, Mpl,v,d
- Widerstandmomente Wpl,y, Wpl,z, Wpl,u, Wpl,v
- Schubflächen Apl,y, Apl,z, Apl,u, Apl,v
- Lage der Flächenhalbierenden fu, fv,
- Darstellung der Trägheitsellipse
- Querschnittsverläufe
- Statische Momente Su, Sv, Sy, Sz mit Angabe von Maxima und Ort sowie Richtung des Schubflussverlaufes
- Wölbordinaten ωM
- Flächenmomente (Wölbflächen) Sω,M
- Zellenflächen Am bei geschlossenen Querschnitten
- Spannungen
- Normalspannungen σx aus Normalkraft, Biegemomenten und Wölbbimoment
- Schubspannungen τ aus Querkräften sowie primären und sekundären Torsionsmomenten
- Vergleichsspannungen σv mit anpassbarem Faktor für Schubspannungen
- Ausnutzungsgrade bezogen auf die zulässigen Spannungen
- Spannungen an Elementkanten oder Mittellinien
- Schweißnahtspannungen in Kehlnähten
- Aussteifungssysteme
- Querschnittswerte nicht zusammenhängender Querschnitte (Hochhauskerne, Verbundprofile)
- Teilquerschnittsquerkräfte aus Biegung und Torsion
- Plastische Analyse
- Plastische Berechnung mit Ermittlung des Vergrößerungsfaktors αpl
- Überprüfung der (c/t)-Verhältnisse nach dem Nachweisverfahren el-el, el-pl oder pl-pl gemäß DIN 18800