Andreas Wölfers Blog

Baustatik und FEM

Einzellastfälle im Dach

Ich habe in den letzten Tagen das Dach hinsichtlich der Wind und Schneebelastung überarbeitet. An der Eingabe hat sich nicht viel getan, doch ein wenig an den Zwischenergebnissen im Ausdruck.

Wind

Es werden nun, getrennt für Wind von links und rechts, jeweils 4 Einzellastfälle separat berechnet: Dies sind im Einzelnen:

Wind links

  • Wind links,1 = Sog auf der Luv Seite (links)
  • Wind links,2 = Druck auf der Luv Seite (links)
  • Wind links,3 = Sog auf der Lee Seite (rechts)
  • Wind links,4 = Druck auf der Lee Seite (rechts)

Wind rechts

  • Wind rechts,1 = Sog auf der Luv Seite (rechts)
  • Wind rechts,2 = Druck auf der Luv Seite (rechts)
  • Wind rechts,3 = Sog auf der Lee Seite (links)
  • Wind rechts,4 = Druck auf der Lee Seite (links)

 

Schnee

Neben den beiden Einzellastfälle "Schnee links" und "Schnee rechts" werden nun auch die Ergebnisse für "Schnee auf beiden Seiten" angegeben.

 

 

 

Windbelastung im Dach

In Abhängigkeit von der Dachneigung legt EN 1991-1-4 (z.B. für Satteldächer nach Tabelle 7.4a) die berücksichtigenden cpe-Werte fest.

Dabei sind sowohl auf der Luv als auch auf der Lee Seite unter Umständen positive (Druck) und negative (sog) Werte zu berücksichtigen.

Die Norm schreibt vor, dass (pro Anströmrichtung) insgesamt 4 Lastkombinationen untersucht werden müssen:

 

  • Luv Druck + Lee Druck
  • Luv Druck + Lee Sog
  • Luv Sog + Lee Druck
  • Luv Sog + Lee Sog

 

In den bisherigen Versionen wurden nur 2 dieser 4 möglichen Kombinationen berücksichtigt.

 

Zur Unterscheidung der einzelnen Lastfälle haben wir folgende Bezeichnung gewählt:

  • Luv Druck (Wind1), bzw FGH1
  • Luv Sog (Wind2), bzw FGH2
  • Lee Druck (Wind3), bzw IJ3
  • Lee Sog (Wind4), bzw IJ4

 

Somit werden folgende Kombinationen untersucht:

 

Für Wind von links:

  • FGH1 + IJ3
  • FGH1 + IJ4
  • FGH2 + IJ3
  • FGH2 + IJ4

     

Und genauso für Wind von rechts:

  • FGH1 + IJ3
  • FGH1 + IJ4
  • FGH2 + IJ3
  • FGH2 + IJ4

     

     

     

     

Bei den Ergebnissen der Einzellastfälle lassen sich diese Ergebnisse auch anzeigen.

 

Schraubenfestigkeit beim Stahlanschluss

Im Rahmenprogramm können für Stäbe die Anschlüsse als biegesteife Anschlüsse oder Querkraftanschlüsse nachgewiesen werden.

Dazu wird der Anschluss einfach auf dem Dialog des Stabes definiert.

Ab der kommenden Version kann bei einem Anschluss die Festigkeit der Schrauben beeinflusst werden.

 

 

Erweiterung des Rissnachweises nach EN 1992, Teil2

Die Ausgabe des Rissnachweises wurde überarbeitet.

  • Die Ergebnisse werden für alle gewählten Durchmesser ausgegeben.
  • Zusätzlich zu der erforderlichen Mindestbewehrung wird die erforderliche Anzahl an Stäben berechnet.

  • Die Bewehrung im Querschnitt wird nur noch von der Lage her dargestellt. (Nicht mehr zwei Eisen pro Ecke).

 

 

 

 

Ausmitte in der Stütze (Baustatik)

Die ungewollte Ausmitte der Stütze wird entweder vom Programm automatisch normgerecht berechnet, oder vom Anwender vorgegeben. Es kann nun für die beiden Richtungen getrennt angegeben werden, ob es sich um eine Einzelstütze oder einen aussteifenden Stützenzug handelt.

Der Schiefstellungswinkel wird bei einem bauwerksaussteifenden Stützenzug (z.B. Windscheibe) aus der Gesamthöhe des Stützenzuges berechnet und anteilmäßig auf die Einzelstützen verteilt.

Bei einem nicht bauwerksaussteifenden Stützenzug wird für jede Geschossstütze die Geschosshöhe zur Berechnung der Schiefstellung verwendet.

 

 

Lastfälle im Durchlaufträger

Eigentlich könnte man jedes System, dass man mit dem Durchlaufträger berechnet, auch mit dem Rahmenprogram eingeben. Nur ist die Eingabe im Rahmen erheblich aufwändiger und somit der Zeitaufwand größer.

Aufwändiger ist die Eingabe deshalb, weil im Rahmen beliebige Geometrien beschrieben werden können, die Geometrie im Durchlaufträger ist jedoch vorgegeben. Deshalb kann im Durchlaufträger eine ganze Reihe von Eingaben entfallen. Dies gilt natürlich genauso für die Einwirkungen.

Vor der Berechnung transformiert das Durchlaufträgerprogramm die Eingabedaten in ein System, wie es auch im ebenen Rahmen definiert werden könnte. Dies kann man schön sehen, wenn man den Befehl "Als Faltwerk speichern" aus dem Dateimenu ausführt. Über diesen Befehl erhält man eine Faltwerksdatei mit den Definitionen aus dem Durchlaufträger.

Bei dieser Transformation werden neben dem System auch alle Einwirkungen übertragen.

Im Rahmenprogram wird jede Einwirkung einem Lastfall zugeordnet. Diese Lastfälle werden danach zu einer linearen Überlagerungsbedingung zusammengefasst. Dies dient dazu, die MinMax Werte der Ergebnisse zu erhalten. Der Benutzer ist hier selber verantwortlich, eine "schachbrettartige" Belastung zu definieren und diese Belastung dann auch in eine sinnvolle Überlagerungsregel einzubauen.

Diese schachbrettartige Belastung zur Ermittlung der MinMax Werte soll natürlich auch beim Durchlaufträger angesetzt werden. Das klappt im Regelfall auch ganz gut.

Dazu geht das Programm folgendermaßen vor:

Alle Einwirkungen werden feldweise pro Einwirkungsart in separate Lastfälle eingeordnet.
Zur Berücksichtigung der unterschiedlichen Lastrichtungen ist jeder dieser Lastfälle noch weiter folgendermaßen unterteilt:

  1. positive Lasten in Z (und X), sowie positive Momente um Y (und X)
  2. negative Lasten in Z (und X), sowie negative Momente um Y (und X)
  3. positive Lasten in Y, sowie positive Momente um Z
  4. negative Lasten in Z, sowie negative Momente um Z

Diese Lastfälle werden dann einfach in eine einzige Lineare Überlagerungsregel gepackt. Diese ermittelt dann die Berechnung der MinMax Werte automatisch.

Dies klappt im Regelfall auch ganz gut. Es gibt jedoch Sonderfälle, in denen man sich als Anwender wünscht, diese Automatik zu beeinflussen.

Dazu stehen verschiedene Möglichkeiten bereit.

Auf Dokumentebene

In den Bemessungsparametern können Sie einstellen, dass alle Einwirkungen mit der Einwirkungsart "Schnee" in einem einzigen Lastfall angeordnet werden.

Auf Ebene der einzelnen Einwirkungen

 

 

Wirkt in diesem Lastfall (Lastfallgruppen)

Anstatt des automatisch vergebenen Lastfalls erhalten alle Einwirkungen in einer Gruppe den hier eingegeben Lastfall. Auf diese Weise lassen sich mehrere Einwirkungen in nur einem einzigen Lastfall anordnen, auch wenn sie in unterschiedlichen Feldern angreifen. Weiterhin wirken dann alle Komponenten der Einwirkung in diesem Lastfall.

Ausschlussgruppen

Beliebig viele Einwirkungen können jeweils einer von fünf Ausschlussgruppen zugeordnet werden. Alle Einwirkungen innerhalb einer Ausschlussgruppe schließen sich gegenseitig aus. Alle Einwirkungen, die sich nicht in einer Ausschlussgruppe befinden, erhalten den "normalen" Lastfall.

Lastaufteilung (Für Streckeneinwirkungen)

Streckeneinwirkungen, die über mehrere Felder wirken, werden vom Programm feldweise separaten Lastfällen zugeordnet.

Wenn Sie diese Option einschalten, wird diese Einwirkung nicht feldweise sondern nur in einem Lastfall angesetzt.

Wenn sie eine Einwirkung entweder einer Lastfallgruppe oder einer Ausschlussgruppe zuordnen, wird diese Einwirkung komplett in einem Lastfall berücksichtigt und nicht feldweise aufgeteilt.