Andreas Wölfers Blog

Baustatik und FEM

Update Xaus (Aussteifungssysteme) 7.12

In Kürze ist die Version 7.12 von Xaus verfügbar.

Änderungen

  • Die Überprüfung der Lage der Wandprofile beim Ändern derselben wurde verbessert.

     

Windbelastung beim Dach (aus Einzellasten)

An dieser Stelle habe beschrieben, dass bei der Dachberechnung intern 61 Lastüberlagerungen berechnet werden müssen. Diese ergeben sich aufgrund der normgerechten Berücksichtigung der Windbelastungen. Bei der Berechnung müssen die Luv und Lee Windkräfte jeweils gegenseitig miteinander kombiniert werden.

Zusätzlich zu den "normalen" Windbelastungen hat man die Möglichkeit, an beliebiger Stelle Einzellasten zu positionieren. Bei der Einzellast kann man einen Wert Wl und einen Wert Wr angeben.

Der Wert für Wl wird bei allen Lastfallüberlagerungen berücksichtigt, bei denen der Wind von links angesetzt wird. Der Wert für Wr entsprechend bei den Lastfallüberlagerungen, die den Wind von rechts behandeln.

Das Ganze ist ein wenig verwirrend, weil man bei der Einzellast ja auch die Dachseite (links/rechts) angeben muss.

Man muss hier auseinanderhalten, dass das (links/rechts) der Dachseite nichts mit dem (Wl/Wr) der Belastung zu tun hat.

Es ist ja durchaus möglich, dass bei der Windbelastung von links, auch Lasten auf der rechten Seite des Daches anzusetzen sind.

 

Leider war es bisher so, dass die Eingaben für Wr nicht korrekt berücksichtigt wurden. Dies ist in der nächsten Version behoben.

 

Bemessung von Holzstützen

Mit dem Stützenprogramm können Stützen mit fest vorgegebenen Querschnitten nachgewiesen werden.

Ebenso kann eine Bemessung durchgeführt. Dabei vergrößert das Programm so lange die Querschnitte, bis alle erforderlichen Nachweise eingehalten sind.

Man kann vorgeben, mit welcher Schrittweite die Vergrößerung der Querschnitte erfolgen soll. Dazu gibt man die gewünschten Schrittweiten für die beiden Richtungen vor.

Ab der nächsten Version ist es auch möglich, die Vergrößerung nur in einer Richtung vorzugeben.

 

Auflagerkräfte beim Durchlaufträger

Die Auflagersteifigkeiten, speziell die Drehfedersteifigkeit, kann auf verschiedene Arten definiert werden:

  • Angabe einer Steifigkeit in [kNm/rad]
  • Angabe einer prozentualen Eingabe
  • Angabe von Stützenabmessungen

Bei der Definition über die Angabe von Stützenabmessungen wird intern ein statisches System berechnet, welches diese Stützen enthält. Bei diesem System fallen als Ergebnisse sehr viele Schnittgrößen und Auflagerkräfte an.

Bei einem System mit Stütze oben und unten sind dies:

  • Auflagerkräfte oben am Kopf der oberen Stütze
  • Schnittgrößen der oberen Stütze auf Höhe des Trägers
  • Schnittgrößen der unteren Stütze auf Höhe des Trägers
  • Auflagerkräfte unten am Fuß unteren Stütze

Alle diese Werte wurden bisher in der Grafik und im textuellen Ausdruck angegeben. Diese Ausgabe habe ich vor einiger Zeit schon mal verbessert. Doch so richtig gut war das danach auch nicht. Es fehlten nämlich die Anschlussschnittgrößen am Träger. Diese musste man sich erst manuell ermitteln.

Ab der nächsten Version werden nur noch diese Anschlussschnittgrößen angegeben.

Somit unterscheidet sich die Tabelle nicht mehr von der Tabelle der "normalen" Auflagergrößen.

 

 

 

Dachdatei als Faltwerk exportieren

Mit dem Dachmodul lassen sich zahlreiche Dachformen berechnen. Das Programm erzeugt dabei intern eine Faltwerksdatei mit allen erforderlichen Abmessungen, Belastungen und Überlagerungsregeln.

Leider kommen in der Praxis schon mal Spezialfälle vor, die mit dem Dach nicht berechnet werden können. In solchen Fällen müsste man zur Berechnung das komplette System im Faltwerk definieren. Gerade in Bezug auf die Belastung ist dies recht aufwändig.

Um diese Arbeit zu erleichtern, kann die Dachdatei einfach als Faltwerk abgespeichert werden.

An dieser Datei lassen sich dann recht einfach die Änderungen durchführen.

Momentan wird bei Dächern, bei denen ein Lagereinschnitt definiert wurde, eine Faltwerksdatei erzeugt, die nicht sofort berechnet werden kann. Dies liegt an den kleinen Stäben, die in den Bereichen des Lagereinschnittes in das System eingefügt werden. In der Meldungsansicht erscheint dann folgende Fehlermeldung:

In der aktuellen Version muss nun ein Parameter in den Dokumenteneigenschaften der Faltwerksdatei geändert werden.

Dieses Problem habe ich in der kommenden Version behoben.

Ein weiteres aktuelles Problem sind die nichtlinearen Lastfallgruppen. Bei diesen ist Th.1 anstatt Th.2 aktiviert. Auch dies ist in der nächsten Version korrigiert.

 

 

 

 

 

 

 

 

Neuer Dokumenttyp „Stahlnachweise“ in der Baustatik

Im Laufe der nächsten Zeit werden wir alle "alten" Programme in die Baustatik Oberfläche integrieren. Den Anfang macht hier das alte Programm "Stahlnachweise".

Es kann einfach als neuer Dokumenttyp erzeugt werden.

 

 

Das Modul führt die Spannungsnachweise für beliebige selbstdefinierte Stahlprofile. Es ist somit eine Erweiterung des Moduls "Stahlprofil". Neben den Spannungen werden verschiedene Querschnittswerte berechnet und auf Wunsch ausgedruckt.

 

 

 

Vorspannung bei Zugstäben

Im Faltwerk und Rahmen ist es möglich, Zugstäbe zu definieren. Diese fallen bei einer "nicht linearen" Berechnung aus, sobald sie Druck erhalten.

Die Berechnung wird getrennt für jede einzelne "nichtlineare Lastfallgruppe" durchgeführt.
Die Berechnung erfolgt dabei iterativ. Pro Iterationsschritt wird dabei ein einzelner Stab entfernt, falls er Druck erhält. Die Berechnung ist abgeschlossen, sobald keine Zugstäbe im System Druck erhalten. Ist ein Stab einmal ausgeschlossen worden, so wird er zu keinem späteren Zeitpunkt mehr berücksichtigt (in der jeweiligen "Nichtlinearen Lastfallgruppe")

Es gibt nun Systeme, bei denen folgendes Problem auftritt:

Ein Zugstab fällt in einer Iteration aufgrund einer geringen Druckkraft aus und wird anschließend nicht mehr berücksichtigt. Dadurch entsteht unter Umständen ein System, dass instabil wird, weil dieser Stab in der letzen Iteration Zug aufnehmen müsste. Das kann er aber dann nicht mehr (da er ausgeschlossen wurde) und dadurch wird das System instabil (also nicht berechenbar).

Um dieses Problem zu umgehen, ist es ab dieser Version möglich, Zugstäbe mit einer Vorspannung zu belasten. Dazu kann eine Einwirkung vom Typ "Temperaturbelastung/Längenänderung" verwendet werden.

Die Größe der Einzugebenden Längenänderung berechnet sich zu Delta,T = gewünschte Vorspannkraft / (Alpha,T * E * Ax):

Die Vorspannung führt zu einer Verkürzung des Stabes. Deshalb ist die Temperaturlängenänderung negativ einzugeben.

 

 

 

 

 

 

Überlagerungsregeln im Dach

In der kommenden Version habe ich die Windlastüberlagerung überbearbeitet. Dies führt dazu, dass intern erheblich mehr Überlagerungen berechnet werden müssen als bisher.

Insgesamt sind es nun bei einem Dach 61 Stück.

Diese einzeln aufzuführen würde hier ein wenig zu weit führen. Dabei habe ich allerdings auch die Bezeichnungen geändert. Diese sind nun, speziell was den Schnee angeht, verständlicher geworden.

 

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.