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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.
Die Anfangssteifigkeit Sj,ini ist ein entscheidender Parameter zur Beurteilung, ob eine Verbindung als starr, verformbar oder gelenkig charakterisiert werden kann.
Im Add-On "Stahlanschlüsse" können Sie die Anfangssteifigkeiten Sj,ini nach Eurocode (EN 1993-1-8 Abschnitt 5.2.2) und AISC (AISC 360-16 Cl. B3.4) ermitteln, bezogen auf die Schnittgrößen N, My und/oder Mz.
Die optionale automatische Übertragung der Anfangssteifigkeiten ermöglicht deren direkte Übermittlung als Stabend-Gelenksteifigkeiten in RFEM. Danach wird die Gesamtstruktur neu berechnet und die resultierenden Schnittgrößen werden automatisch als Lasten in die Berechnung und Bemessung der Verbindungsmodelle übernommen.
Dieser automatisierte Iterationsprozess eliminiert die Notwendigkeit eines manuellen Exports und Imports von Daten, was den Arbeitsaufwand reduziert und potenzielle Fehlerquellen minimiert.
Zahlreiche vordefinierte Komponenten: Ermöglicht die einfache Eingabe typischer Verbindungssituationen, wie z. B. Endplatten, Winkel, Stegplatten, Grundplatten, eingesetzte Elemente und Versteifungen
Grafische Darstellung der Verbindungsgeometrie, die parallel zur Eingabe aktualisiert wird
Die im Add-on enthaltene Stahlverbindungsvorlage ermöglicht die Auswahl verschiedener Verbindungstypen und deren Anwendung auf Ihr Modell
Große Auswahl an Querschnittsformen: Umfasst I-Profile, Kanalprofile, Winkel, T-Profile, zusammengesetzte Querschnitte, RHS (rechteckige Hohlprofile) und dünnwandige Profile
In der Vorlage stehen Verbindungen aus drei Kategorien zur Verfügung: Starr, Gelenkig, Fachwerk
Automatische Anpassung der Verbindungsgeometrie, auch bei nachträglicher Bearbeitung der Bauteile, aufgrund der relativen Anordnung der Komponenten zueinander
Anschluss Träger-Stütze: Anschluss sowohl als Anschluss des Trägers an den Stützenflansch sowie auch als Anschluss der Stütze an den Trägerflansch möglich
Anschluss Träger-Träger: Bemessung von Trägerstößen sowohl als momententragfähige Stirnplattenverbindungen als auch als starre Laschenverbindung möglich
Automatische Übernahme der Modell- und Lastdaten aus RFEM bzw. RSTAB möglich
Schraubengrößen von M12 bis M36 mit den Festigkeitsklassen 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8 und 10.9, sofern die Festigkeitsklasse im gewählten nationalen Anhang verfügbar sind
Nahezu beliebige Loch- und Randabstände (eine Prüfung der zulässigen Abstände erfolgt)
Trägerverstärkung mit Vouten bzw. Steifen an Ober- oder Unterseite
Stirnplattenverbindung mit oder ohne Überstand
Anschluss mit reiner Biegebeanspruchung, reiner Normalkraftbeanspruchung (Zugstoß), oder Kombination von Normalkraft und Biegung möglich
Berechnung der Anschlusssteifigkeiten und Überprüfung, ob ein gelenkiger, nachgiebiger oder biegesteifer Anschluss vorliegt
Stirnplattenanschluss in einer Träger-Stützen-Konfiguration
Angeschlossene Träger bzw. Stützen können einseitig mit Vouten oder ein- bzw. zweiseitig mit Steifen verstärkt werden
Große Auswahl an möglichen Versteifungen der Verbindung (z. B. vollständige oder unvollständige Stegsteifen)
Bis zu zehn horizontale und vier vertikale Schrauben möglich
Angeschlossenes Objekt als konstanter oder gevouteter I-Querschnitt möglich
Nachweise:
Tragfähigkeit des angeschlossenen Trägers (wie z. B. Querkraft- und Zugbeanspruchbarkeit des Stegbleches)
Tragfähigkeit der Stirnplatte am Träger (z. B. T-Stummel unter Zugbeanspruchung)
Tragfähigkeit der Schweißnähte an der Stirnplatte
Tragfähigkeit der Stütze im Bereich des Anschlusses (z. B. Stützenflansch unter Biegung – T-Stummel)
Alle Nachweise werden gemäß EN 1993-1-8 bzw. EN 1993-1-1 geführt
Momententragfähiger Stirnplattenstoß
Zwei oder vier vertikale Schraubenreihen und bis zu 10 horizontale Schraubenreihen möglich
Gestoßene Träger können einseitig mit Vouten oder ein- bzw. zweiseitig mit Steifen verstärkt werden
Angeschlossene Objekte als konstante oder gevoutete I-Querschnitte möglich
Nachweise:
Tragfähigkeit der angeschlossenen Träger (wie z. B. Querkraft- und Zugbeanspruchbarkeit der Stegbleche)
Tragfähigkeit der Stirnplatten an den Träger (z. B. T-Stummel unter Zugbeanspruchung)
Tragfähigkeit der Schweißnähte an den Stirnplatten
Tragfähigkeit der Schrauben in der Stirnplatte (Kombination aus Zug und Abscheren)
Starrer Laschenstoß
In der Flanschblechverbindung bis zu zehn Schraubenreihen hintereinander möglich
In der Stegblechverbindung bis zu zehn Schraubenreihen jeweils in vertikaler und horizontaler Richtung möglich
Material der Laschen kann sich von dem der Träger unterscheiden
Nachweise:
Tragfähigkeit der angeschlossenen Träger (z. B. Nettoquerschnitt im Zugbereich)
Tragfähigkeit der Laschenbleche (z. B. Nettoquerschnitt unter Zugbeanspruchung)
Tragfähigkeit der Einzelschrauben und der Schraubengruppen (z. B. Nachweis der Abschertragfähigkeit der Einzelschraube)
In den Ergebnismasken werden detailliert sämtliche Ergebnisse der Berechnung aufgelistet. Zudem wird eine dreidimensionale Grafik erstellt, in der einzelne Komponenten sowie Maßlinien und z. B. Schweißnahtangaben ein- und ausgeblendet werden können. In der Ergebniszusammenfassung ist sofort erkennbar, ob die einzelnen Nachweise erfüllt sind oder nicht. Die Höhe der Ausnutzung wird zusätzlich mit einem grünen Datenbalken visualisiert, der bei einem nicht erfüllten Nachweis rot wird. Weiterhin werden Knotennummer und maßgebende LF/LK/EK angegeben.
Bei Auswahl eines Nachweises werden detaillierte Zwischenergebnisse einschließlich der Einwirkungen und zusätzlichen Schnittgrößen aus der Anschlussgeometrie eingeblendet. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, sich die Ergebnisse lastfallweise und knotenweise anzeigen zu lassen. Das 3D-Rendering ist eine wirklichkeitsgetreue und maßstäbliche Darstellung der Verbindung. Neben den Hauptansichten kann die Grafik aus jeder beliebigen Perspektive betrachtet werden.
Die Grafiken können einschließlich der Bemaßungen und Beschriftungen in das RFEM/RSTAB-Ausdruckprotokoll eingebunden oder als DXF exportiert werden. In diesem werden alle Eingabedaten und Ergebnisse prüffähig ausgegeben. Sämtliche Modultabellen können problemlos nach MS-Excel oder in eine CSV-Datei exportiert werden. Ein Übergabemenü regelt hier alle notwendigen Exportangaben.
Nach dem Start des Moduls wählt man zunächst die Anschlussgruppe (Gelenkige Anschlüsse) und danach die Anschlusskategorie und den Anschlusstyp (Stegwinkel, Fahnenblech, Stirnplatte, Knagge und Stirnplatte) aus. Nun werden die nachzuweisenden Knoten aus dem RFEM/RSTAB-Modell gewählt. RF-/JOINTS Stahl - Gelenkig erkennt automatisch die anschließenden Stäbe und stellt anhand ihrer Lage fest, ob es sich um Stützen oder Träger handelt.
Sollen bestimmte Stäbe von der Berechnung ausgeschlossen werden, können diese deaktiviert werden. Konstruktiv gleichartige Anschlüsse können gleichzeitig für mehrere Knoten nachgewiesen werden. Für die Belastung sind die maßgebenden Lastfälle, Lastkombinationen oder Ergebniskombinationen auszuwählen. Alternativ ist eine manuelle Profil- und Lasteingabe möglich. In der letzten Eingabemaske wird die Verbindung Schritt für Schritt konfiguriert.
Nach dem Start des Moduls wählt man den Anschlusstyp (momententragfähiger oder gelenkiger I-Trägeranschluss) aus. Grafisch lassen sich nun die einzelnen Knoten aus dem RFEM/RSTAB-Modell wählen.
RF-/JOINTS Stahl - DSTV erkennt automatisch das Profil mit dem zugehörigen Material und prüft zunächst, ob nach dem DSTV-Ringbuch ein Anschluss möglich ist. Für mehrere Stellen im Tragwerk können konstruktiv gleichartige Anschlüsse ausgeführt werden.
Die Eingabe von Geometrie, Material, Querschnitten, Einwirkungen und Imperfektionen erfolgt in übersichtlich strukturierten Masken:
Geometrie
Schnelle und komfortable Systemeingabe
Definition der Lagerbedingungen anhand verschiedener Lagertypen (Gelenkig, Gelenkig verschieblich, Eingespannt, Benutzerdefiniert, Seitliche Halterung am Ober- oder Untergurt)
Optionale Vorgabe einer Wölbbehinderung
Variable Anordnung von starren und verformbaren Auflagersteifen
Einfügen von Gelenken möglich
Kranbahnprofile
I-förmige Walzprofile (I, IPE, IPEa, IPEo, IPEv, HE-B, HE-A, HE-AA, HL, HE-M, HE, HD, HP, IPB-S, IPB-SB, W, UB, UC, weitere Reihen nach AISC, ARBED, British Steel, Gost, TU, JIS, YB, GB usw.) kombinierbar mit Profilverstärkung des Obergurts (Winkel oder U-Profil) sowie mit Schiene (SA, SF) oder Lasche mit benutzerdefinierten Abmessungen
Unsymmetrische I-Profile (Typ IU) ebenfalls kombinierbar mit Profilverstärkung des Obergurts sowie mit Schiene oder Lasche
Einwirkungen
Es lassen sich Einwirkungen aus bis zu drei gleichzeitig betriebenen Kranen erfassen. Im einfachsten Fall wählt man einen benutzerdefinerten Kran aus der Bibliothek. Die Eingaben können aber auch manuell erfolgen:
Anzahl der Krane und Kranachsen (maximal 20 je Kran), Achsabstände, Lage der Kranpuffer
Einordnung nach EN 1993-6 in Schadensklasse mit editierbaren dynamischen Beiwerten und nach DIN 4132 in Hubklasse und Beanspruchungsgruppe bzw. -klasse
Vertikale und horizontale Radlasten aus Eigengewicht, Hublast, Massenkräfte aus Antrieb sowie Lasten aus Schräglauf
Axiale Belastung in Fahrtrichtung sowie Pufferkräfte mit frei definierbaren Exzentrizitäten
Ständige und veränderliche Zusatzlasten mit frei definierbaren Exzentrizitäten
Imperfektionen
Der Imperfektionsansatz erfolgt in Anlehnung an die erste Eigenschwingungsform - wahlweise identisch für alle zu berechnenden Lastkombinationen oder individuell für jede Lastkombination, da sich die Eigenformen je nach Belastung auch ändern können.
Zur Skalierung der Eigenformen stehen komfortable Werkzeuge zur Verfügung (Ermittlung von Stichmaßen für Vorverdrehung und Vorkrümmung).
Zunächst sind die Materialdaten, Beulfeldabmessungen und Randbedingungen (gelenkig, eingespannt, frei, gelenkig-elastisch) festzulegen. Hierzu bestehen Übernahmemöglichkeiten aus RFEM/RSTAB. Anschließend können die Randspannungen lastfallweise manuell definiert oder aus RFEM/RSTAB übernommen werden.
Die Steifen können als räumlich wirkende Flächenelemente modelliert werden, die an die Platte exzentrisch angeschlossen sind. Die Exzentrizitäten der Steifen brauchen daher nicht durch wirksame Breiten berücksichtigt zu werden. Die Biege-, Schub-, Dehn-, St.-Venantsche sowie bei geschlossenen Steifen die Bredtsche Steifigkeit der Steifen wird im 3D-Modell automatisch erfasst.
Bei allen Anschlusstypen wird davon ausgegangen, dass sich das Momentengelenk am Stützenflansch befindet bzw. bei gedrehter Stütze am Stützensteg. Für den Stegwinkel- und Fahnenblechanschluss wird deshalb ein Exzentrizitätsmoment ermittelt, das zusätzlich auf die Schraubengruppe am Trägerflansch wirkt.
Weitere Exzentrizitätsmomente können sich aus der Höhenlage der Winkel und Bleche ergeben. Beim Knaggenanschluss werden die Kräfte getrennt abgeleitet. Die Querkräfte belasten die Knagge, Zugkräfte und Stabilisierungsmoment werden den Schrauben zugewiesen. Vor der eigentlichen Bemessung wird der Anschluss auf geometrische Plausibilität überprüft, zum Beispiel die Loch- und Randabstände der Schrauben.
Bei gelenkigen Stützenfüßen kann zwischen vier verschiedenen Fußplattenverbindungen gewählt werden:
Einfacher Stützenfuß
Konischer Stützenfuß
Stützenfuß für rechteckige Hohlprofile
Stützenfuß für Rohre
Bei den eingespannten Stützenfüßen stehen fünf verschiedene Ausführungsvarianten für I-Profile zur Verfügung:
Fußplatte ohne Steifen
Fußplatte mit Steifen in der Mitte der Flansche
Fußplatte mit Steifen an beiden Seiten der Stütze
Fußplatte mit U-Profil
Köcherfundament
Bei allen Verbindungen ist die Fußplatte umlaufend mit der Stahlstütze verschweißt. Bei Verbindungen mit Ankern sind diese im Fundament einbetoniert. Es stehen Anker M12 – M42 mit Stahlgüten 4.6 – 10.9 zur Auswahl. An der Ober- und Unterseite der Anker lassen sich runde oder eckige Bleche zur besseren Lastverteilung bzw. Verankerung vorsehen. Zudem kann gewählt werden, ob Gewindestangen oder Rundstäbe mit an den Enden aufgerolltem Gewinde verwendet werden.
Material und Dicke der Verpressfuge sowie Fundamentabmessungen und –material sind frei wählbar. Weiterhin ist wählbar, ob im Fundament Randbewehrung vorhanden ist. An der Unterseite der Fußplatte kann zur besseren Schubkraftübertragung ein Schubdübel (Knagge) angeordnet werden.
Die Einleitung der Schubkräfte erfolgt wahlweise durch die Knagge, die Anker oder Reibung. Die einzelnen Komponenten lassen sich auch kombinieren.