Andreas Wölfers Blog

Baustatik und FEM

Weitere Termine für Baustatik Seminare

Im Oktober finden kostenlose ganztätige Baustatik Seminare statt.

Wir stellen hauptsächlich unsere neue Baustatikoberfläche vor.

6.10. Frankfurt
7.10. Berlin
8.10. München

Die Seminare werden zeitgleich (in getrennten Räumen) für Einsteiger und Fortgeschrittene durchgeführt.

Hier finden Sie die Agenda sowie die Anmeldeformulare.

Die Teilnahme an den Seminaren ist kostenlos.


aktuell.gif



Fehlende Einträge in der Ausgabesteuerung

Vor ein paar Tagen habe ich über den textuellen Ausdruck der Trapezlasten und der Spannungsnachweise in Flächen geschrieben.
Bei einigen Kunden fehlten diese neuen Einträge in der Ausgabesteuerung.

09-09-08-a.jpg

09-09-08-b.jpg

Der Grund ist folgender:

Bei neu erstellten Dateien tritt dieses Problem nicht auf.
Es tritt nur bei alten Dateien auf, für die schon einmal ein Ausdruck erstellt wurde.
Beim Drucken erzeugt das Programm eine "Dateiname".composition Datei.
In dieser steht drin, welche Elemente der Ausdruck enthalten soll.
Der Inhalt der Datei entspricht der aktuellen Einstellung in der Ausgabesteuerung.
Diese befindet sich im selben Ordner, wie die dazugehörige Eingabedatei.

Bei "alten" Dateien fehlten die neuen Ausgabemöglichkeiten in der Datei und deswegen auch in der Ausgabesteuerung.

Man kann dies auf folgende Arten korrigieren:

  • Löschen der "Dateiname".composition Datei
  • Manuelles Hinzufügen des neuen Ausdruckelementes
Das Löschen ist trivial. Das Hinzufügen etwas komplizierter. Dies geschieht folgendermassen:

  1. Auf der Ausgabesteuerung den Schalter "Erweitert" betätigen.
  2. Für die Trapezlasten das Elemente "Kräfte" an die gewünschte Stelle bei den Lagern ziehen. Für die Spannungen das Element "Bemessung" in die Bemessungsgruppen ziehen.
  3. Gewünschtes Ergebnis auswählen.
  4. Überschrift des Elementes angeben

09-09-08-1.jpg


09-09-08-2.jpg


09-09-08-34.jpg

Nun erscheinen die Trapezlasten bzw. Spannungen auch bei dieser alten Datei.

aktuell.gif













Ersatztrapezlasten von Streckenlagern

Die Ergebnisse von Linienlagern lassen sich auch als Ersatztrapezlast darstellen.


Dabei werden die Auflagerkräfte der einzelnen Femknoten in eine Ersatzlast umgerechnet.
Diese Ersatzlast muss dieselben Reaktionen hervorrufen, wie die einzelnen Auflagerkräfte.
Die Summe der Kräfte und die Summe der Momente um jeden Punkt muss bei den Auflagerkräfte der einzelnen Femknoten und bei der Ersatzlast identisch sein.


09-09-03-System.jpg


Aus diesem Grund hat die Ersatzlast im Regelfall die Form eines Trapezes.

Diese Ersatzlast lässt sich auf zwei Arten darstellen:
  • Eine trapezförmige Streckenlast [kN/m ]mit unterschiedlichen Ordinaten am Anfang und am Ende des Lagers.
  • Eine ausmittige Einzellast [kN]
Je nachdem, welche Untersuchungen geführt werden müssen, ist einmal die Streckenalast (Ersatztrapezlast) und einmal die Einzellast (Lastsumme) von Interesse.

Beide Darstellungsformen können auf dem Dialog "Ergebnisdarstellungen" getrennt von einander angezeigt werden.

09-09-03-dlg-1.jpg




Trapezlast 09-09-03-trapezlast.jpg

Lastsumme 09-09-03-lastsumme.jpg

Trapezlast und Lastsumme 09-09-03-beides.jpg


Die Lastsumme kann bei grossen Ausmitten auch sehr weit ausserhalb des Lagers angreifen.
Um trotzdem eine sinnvolle grafisch Darstellung zu ermöglichen, kann man einstellen, ob die Lastsumme an ihrer korrekten Position oder mittig im Lager angezeigt werden soll.
Auch dies kann auf dem Dialog "Ergebnisdarstellungen" eingestellt werden.

Ausmittig 09-09-03-ausmittig.jpg
Mittig 09-09-03-mittig.jpg

Updates

Update Xdur (Durchlaufträger)
In Kürze ist die Version 7.19 von Xdur (Durchlaufträger) verfügbar.

Änderungen
  • Bei der Bemessung von Stahlträgern wird der genaue BDK-Nachweis bei Anforderung jetzt immer berücksichtigt.
  • Die Grenzen der Momentenumlagerung bei Stahlbetonträgern nach DIN 1045(88) waren den Grenzen nach DIN 1045-1, 8.3 (3) angepaßt und werden jetzt wieder auf 12 m Feldlänge begrenzt.

aktuell.gif


Baustatik 1.24 Allgemeine Änderungen
  • Es gibt nun ein Kommando, das daa zuletzt aufgerufene Kommando nochmals aufruft. Das Kommando befindet sich im "Bearbeiten" Menü und ist an das Tastaturkürzel F4 gebunden.
  • Die Dialogbox zum versenden von Dokumenten an den Support bei D.I.E. hat nun ein Feld in dem ein zusätzlicher Kommentar zum Dokument eingegeben werden kann.
Änderungen für das Faltwerk
  • Unter "Optionen - Ergebnisdarstellung" läßt sich jetzt auch die Strichstärke für Ergebnisse an Einzellagern einstellen.
  • Das Erzeugen grosser FE-Netze mit vielen Details wurde beschleunigt.
  • Mit dem Kommando "Importieren" können nun zusätzlich zu DWG auch .GEO-Dateien von ISB-CAD und .VEC-Dateien von ZEIG importiert werden.
  • Wenn das FE-Netz nicht erzeugt werden konnte kam es teilweise zu einem Programmfehler statt einer Fehlermeldung.
  • Bei Verwendung 'Stabzügen für BDK' ohne Start- bzw. End-Knoten oder darin enthaltenen Stäben ohne Profil kam es zu einem Programmfehler statt einer Fehlermeldung.
  • Als Einheit für die Stützensenkungen ist [cm] angegeben. Die Berechnung erfolgte aber fälschlicherweise in [m].

aktuell.gif


Schnittgrössen und Bemessung bei linearen/nichtlinearen Berechnungen im Faltwerk

Lineare Berechnung


1. Lastfälle

Lastfälle fassen verschiedene einzelne Lasten zu einem Kollektiv mit gleichen Eigenschaften zusammen.
Zu diesen Eigenschaften gehören die physikalisch Wirkung (Ständig, Verkehr, Wind,...) sowie die
normabhängigen Beiwerte (Teilsicherheitsbeiwerte und Kombinationsbeiwerte).

All diese Eigenschaften sind im Programm vordefiniert, können aber vom Benutzer abgeändert werden.

Alle Lasten innerhalb eines Lastfalles wirken immer gleichzeitig.
Es ist darauf zu achten, dass die Einwirkungsart der Lastfälle richtig zugeordnet ist.
Weiterhin ist es wichtig, dass die Lasten der einzelnen Lastfälle "schachbrettartig" angeordnet werden.


2. Lineare Überlagerungsregel

Eine lineare Überlagerungsregel beinhaltet Einzellastfälle, die miteinander kombiniert werden.
Diese Kombination führt zu minimalen/maximalen Schnittgrößen, der Verformungen und der Auflagerkräfte.

Die Definition von linearen Überlagerungsregeln erfolgt normunabhängig.
Es werden lediglich die physikalischen Zusammenhänge beschrieben, wie z.B:

- eine ständige Last wirkt immer
- eine Nutzlast (Verkehrslast) wird nur angesetzt, wenn Sie ungünstig wirkt
- Wind von links und Wind von rechts schließen sich aus

Die Ergebnisse einer linearen Überlagerungsregel sind normabhängig.
Um ein Ergebnis einer linearen Überlagerungsregel zu erhalten,
muss die Norm und eine Situation (z.B. Grundkombination, Aussergewöhnliche Kombination, etc.) angegeben werden.
Durch Festlegung der Norm und der entsprechenden "Situation" wird die Min/Max Berechnung
normabhängig mit den entsprechenden Teilsicherheits- und Kombinationsbeiwerten durchgeführt.
Diese Beiwerte werden bei jedem einzelnen Lastfall festgelegt.

Falls der Benutzer keine lineare Überlagerungsregel anlegt, erzeugt das Programm eine Standardüberlagerungsregel:
Diese sieht folgendermaßen aus:
- Alle ständigen Lastfälle werden immer berücksichtigt,
- Alle Verkehrslastfälle werden nur berücksichtigt, wenn sie sich ungünstig auswirken,
- Wind und Schnee werden in diesem Zusammenhang wie Verkehrslastfälle behandelt.
- Wind links, recht, oben, unten werden automatisch ausgeschlossen.

Sollte dieser Standardfall nicht ausreichen, müssen eine oder mehrere Überlagerungsregel manuell angelegt werden.
Beispiel:
Verkehrslasten, die sich gegenseitig ausschliessen (Lasterspur, etc.)

08-01-14_lineare_ueberlagerungsregel.png


3. Bemessungsgruppe

Die Bemessung (Berechnung der Bewehrung, der Spannungen, etc.)
wird mit den (aus einer linearen Überlagerungsregel) ermittelten MinMax-Schnittgrössen normspezifisch
unter Angabe der gewünschten Bemessungssituation (Grundkombination, Aussergewöhnliche Kombination, etc.)
durchgeführt.
Dabei werden die norm- und situationsabhängigen Teilsicherheits- und Kombinationsbeiwerten berücksichtigt.

Die Bemessung kann für mehrere lineare Überlagerungsregeln durchgeführt werden.

Diese werden in einer "Bemessungsgruppe" zusammengefasst.

Dabei wird jede in einer Bemessungsgruppe enthaltenen linearen Überlagerungsregeln getrennt berechnet.
Das Ergebnis ist die Einhüllende dieser Einzelberechnungen.

Für Vergleichsberechnungen können mehrere unterschiedliche Bemessungsgruppen angelegt werden.

Falls der Benutzer keine Bemessungsgruppe festlegt, erzeugt das Programm eine Standardbemessungsgruppe:
Diese bemisst alle definierten linearen Überlagerungsregeln nach der "Grundkombination".

Ist auch keine lineare Überlagerungsregel definiert, so wird die "automatisch" erzeugt verwendet.

08-01-14_bemessungsgruppe.png


Nichtlineare Berechnung

Bei einer linearen Berechnung können die Ergebnisse der Einzellastfälle mit beliebigen Faktoren multipliziert werden.
Dies ist bei einer nichtlinearen Berechnung nicht möglich.
Die Ergebnisse hängen "NichtLinear" mit der Grösse der Einwirkungen zusammen.

Die Berechnung der Schnittgrössen, Verformungen, etc. kann deshalb nur für Volllastfälle
inklusive der für die Bemessung notwendigen Beiwerte durchgeführt werden.

Nichtlineare Berechnungen sind z.B.
    - Die Theorie II. Ordnung,
    - das System beinhaltet Zugstäbe und/oder Druckstäbe,
    - es sind Lager vorhanden die keinen Zug und/oder Druck aufnehmen können oder
    - es liegt eine elastische Bettung für Stäbe oder Faltwerkselemente vor, die kein Zug und/oder Druck
      aufnehmen können.


1. Lastfallgruppen

Die nichtlineare Berechnung wird für Volllastfälle durchgeführt.
Diese werden im Programm als "nichtlineare Lastfallgruppen" bezeichnet.
Eine nichtlineare Lastfallgruppe enthält alle Lastfälle inkl. der Faktoren,
die gleichzeitig wirken sollen, um das Maximum an einer Stelle im System zu erhalten.

Eine nichtlineare Lastfallgruppe wirkt wie ein ständiger Lastfall.
Die Lasten aller Lastfälle in einer nichtlinearen Lastfallgruppe werden aufaddiert.
Bei der Eingabe der Lastfallgruppen muß darauf geachtet werden, dass in der Spalte "Faktor"
alle erforderlichen Beiwerte (Teilsicherheits- und Kombinationsbeiwerte) eingetragen werden.

Zur Ermittlung der maximalen Beanspruchung an jeder einzelnen Stelle im System
muss eine separate Lastfallgruppe definiert werden.

08-01-14_nichtlineare Lastfallgruppe.png

2. Nichtlineare Überlagerungsregel

Eine nichtlineare Überlagerungsregel fasst mehrere nichtlineare Lastfallgruppen zusammen.
Jede enthaltete nichtlineare Lastfallgruppe wird für sich berechnet.
Innerhalb der nichtlinearen Überlagerungsregel schließen sich alle nichtlinearen Lastfallgruppen aus.
Als Ergebnis wird die Einhüllende dieser Berechnungen geliefert.

Das Programm erstellt keine nichtlineare Überlagerungsregel automatisch.

08-01-14_nichtlineare_ueberlagerungsregel.png

3. Bemessungsgruppe

Die Bemessung (Berechnung der Bewehrung, der Spannungen, etc.)
kann sowohl für "nichtlineare Lastfallgruppen" als auch für "nichtlineare Überlagerungsregeln" durchgeführt werden.
Die norm- und situationsabhängigen Teilsicherheits- und Kombinationsbeiwerten sind bei der
Definition der Lastfallgruppen zu berücksichtigen.

Die Bemessung kann für mehrere "nichtlineare Lastfallgruppen" und/oder "nichtlineare Überlagerungsregeln" durchgeführt werden.

Diese werden in einer "Bemessungsgruppe" zusammengefasst.

Dabei wird jede in einer Bemessungsgruppe enthaltenen "nichtlinearen Überlagerungsregeln" getrennt berechnet.
Das Ergebnis ist die Einhüllende dieser Einzelberechnungen.

Für Vergleichsberechnungen können mehrere unterschiedliche Bemessungsgruppen angelegt werden.

Da bei einer nichtlinearen Berechnung auch für die Bemessung die Automatik entfällt, muß eine Bemessungsgruppe
erstellt werden. 

Seminar am 30.11.2007 in München

Morgen, den 30.11.2007, veranstalten wir unser diesjähriges süddeutsches Anwenderseminar in Aufkirchen bei München.

Wer sich noch anmelden will: Es sind noch 5 Plätze zu vergeben.
Das Anmeldeformular finden Sie hier:

Wir werden hauptsächlich die neue Benutzeroberfläche mit den beiden Programmen Dach und Faltwerk vorstellen.

Deshalb ist morgen die telefonische Hotline nicht besetzt. Ihre Zeit für die W+C Verträge können Sie natürlich wie
gewohnt von Ihrem Internetkonto abrufen.


haus004.gif


Programmupdates

Version 7.02 von XfemIfr.dll für Änderungen
  • In einigen Fällen konnten die Spannungsnachweise von selbstdefinierten Profilen nicht durchgeführt werden.
Update Xdur (Durchlaufträger)
In Kürze ist die Version 7.16 von Xdur (Durchlaufträger) verfügbar.

Änderungen
  • Bei durchlaufenden Stahlträgern mit Doppelbiegung wurden zugehörigen Schnittgrößen teilweise falsch ermittelt.
  • Der in der Version 7.15 aufgetretene Fehler bei der Bemessung von Stahlbetonträgern bei doppelter Beanspruchung wurde korrigiert.

Update Xfun (Fundamentberechnung)
In Kürze ist die Version 7.08 von Xfun (Fundamentberechung) verfügbar.

Änderungen
  • In einigen Fällen, in denen kein Stanznachweis durchgeführt werden musste, wurden unplausible Ergebnisse ermittelt.

aktuell.gif


Baustatik Version 1.18.

Allgemeine Änderungen
  • Wenn mehrere Querschnitt-Eigenschaftsdialoge gleichzeitig benutzt wurden, konnte es u.U. zu einem Programmfehler kommen.
  • Wenn mehrere Material-Eigenschaftsdialoge gleichzeitig benutzt wurden, konnte es u.U. zu einem Programmfehler kommen.
  • Die Dokumentation kann nun ausgedruckt werden.
  • Der Normenauschuss Bauwesen (NaBau) hat die Werte fv,k deutlich nach unten verändert. Er hat folgende Festlegungen getroffen (Stand 23.12.2005):
    • Nadelholz: fv,k= 2,0 N/mm² (anstatt 2,7)
    • Brettschichtholz: fv,k= 2,5 N/mm² (anstatt 3,5)
Änderungen für das Dach
  • Die zulässigen Durchbiegungen für die quasi-ständige Situation wurden mit l/200 anstatt mit l/300 angesetzt.
Änderungen für das Faltwerk
  • Beim Befehl Geometrie - Verschieben (ohne Anlegen von Kopien) wurde unter bestimmten Voraussetzungen nicht jeder Knoten verschoben.
  • Überlappende Faltwerkselemente konnten ggf. einen Programmfehler zur Folge haben.
  • Der Befehl zum Importieren von DWG-Daten funktioniert nun. Importierte Daten können mit einem neuem Befehl aus dem "Bearbeiten" Menü entfernt werden.
  • Wenn die Randabstände der Bewehrungsanordnung von Faltwerkselementen mit 0.0 eingegeben wurden, wurde eine zu grosse Bewehrung ermittelt. Randabstände müssen nun grösser als 0.0 sein.
  • Der Schubnachweis nach DIN 1052/EC5 wurde immer für zweiachsige Beanspruchung durchgeführt. Ab dieser Version wird bei einachsiger Beansprunung der vereinfachte Nachweis durchgeführt.
  • Navigationspunkte haben die Darstellungsart von Balken und Unterzügen teilweise nicht richtig gespeichert. Beim Drucken wurden diese Einstellungen daher nicht berücksichtigt.
  • Es gibt jetzt Liniengelenke für Faltwerkselemente.

Wirkungsweise von Liniengelenken in Baustatik

Ein Liniengelenk beschreibt eine gelenkige Verbindung eines Faltwerkselements entlang einer Kante. Diese Kante wird durch Anfangs- und Endknoten definiert. Anfangs- und Endknoten der Kante müssen zwei aufeinanderfolgende Polygonpunkte des Faltwerkselementes sein. Auch in Fällen, in denen eine Kante gerade über mehrere Polygonpunkte hinwegführt, sind mehrere Liniengelenke zu definieren.

An einem Liniengelenk werden keine Biegemomente von diesem Faltwerkselement aufgenommen und auch nicht weitergeleitet.
Stossen an einer Kante mehrere Faltwerkselemente zusammen, können Sie für jedes dieser Faltwerkselement ein Liniengelenk definieren.
Das Liniengelenk ist eine Eigenschaft des Faltwerkselementes, nicht von der Kante.

Anhand folgender Beispiele möchte ich diesen Zusammenhang erläutert.


Als Beispielsystem wählen wir zwei horizontale Deckenplatten, auf deren Stoß eine senkrechte Wand steht. Die drei Eckknoten sind eingespannt. Die Wand ist horizontal mit Wind belastet.
system


Eingespannt
Keines der Faltwerkselemente besitzt ein Liniengelenk. An allen drei Faltwerkselementen treten am Stoß Biegemomente auf.
eingespannt


Links
An dem linken Faltwerkselement ist ein Liniengelenk definiert. Es erhält keine Biegemomente.
links


Rechts
An dem rechten Faltwerkselement ist ein Liniengelenk definiert. Es erhält keine Biegemomente.
rechts


Oben
An dem oberen Faltwerkselement ist ein Liniengelenk definiert. Es werden keine Biegemomente auf die beiden Deckenplatten übertragen.
oben


Oben und rechts
An dem oberen und dem rechten Faltwerkselement ist jeweils ein Liniengelenk definiert. Es werden keine Biegemomente auf die beiden Deckenplatten übertragen. Das System ist identisch mit dem vorherigen. Da schon bei diesem keine Biegemomente übertragen werden, enthält die Deckenplatte auch bei diesem System keine Biegemomente.
obenrechts


gunhotWHT.gif

Liniengelenke im Faltwerk

Ab der nächsten Version von Xfalt können Ränder von Faltwerkselemente gelenkig ausgebildet werden.
Das Bild unten zeigt zweimal dasselbe, durch Eigengewicht belastete System.

In dem rechten Teil sind die beiden Faltwerkselemente gelenkig verbunden.

Das Einspannmoment am Knick wird zu 0.0 und die Feldmomente werden grösser.

07-11-24.PNG


flamme55.gif