Andreas Wölfers Blog

Baustatik und FEM

Stahlbemessung nach EN 1993 und Aluminiumbemessung nach EN 1999

Die Baustatik führt die Bemessung für verschiedenen Profilearten durch. Allen diesen ist gemeinsam, dass die Geometrie des Profils definiert wird.

Dabei ist die Geometrie entweder durch das verwendete Profil vorgegeben, (wie z.B. IPB 200), oder kann komplett frei vorgegeben werden. (Selbstdefiniertes Profil). Die für die Bemessung notwendigen Querschnittswerte berechnet das Programm daraus automatisch.

Bei komplexen Profile, wie sie z.B. bei Aluprofilen verwendet werden, ist diese Art der Eingabe eher unhandlich. Aus diesem Grund baue ich einen neuen Profiltyp in die Bemessung mit ein. Dieser wird nicht über seine Geometrie definiert, sondern direkt durch die Eingabe der bemessungsrelevanten Querschnitteswerte.

 

Dieser Querschnittstyp kann dann sowohl bei der Stahl- als auch der Alubemessung verwendet werden.

In diesem Zuge erweitere ich auch die Bemessungsmöglichkeiten für Alu nach EN 1999.

Diese Neuerungen werden wohl noch nicht im nächsten Update enthalten sein, doch allzu lange wird es nicht mehr dauern.

 

Eingaben von orthotropen Faltwerkselementen

Mit dem Faltwerksprogramm lassen sich auch orthotrope Flächen berechnen. Dies sind Flächen, die in X und Y Richtung unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen. Ebenso können die Steifigkeiten des Platten- und des Scheibenanteils unterschiedlich sein.

Ein Beispiel für solche Elemente sind Brettschichthölzer.

Die Hersteller dieser Hölzer geben deren Eigenschaften oft in "Matrixform" an. Hier möchte ich erklären, wie die Zuordnung dieser Werte bei uns im Programm ist.

 

 

Matrix

 

 

Eingabe in der Baustatik

 

 

 

 

 

 

 

Eingaben von orthotropen Faltwerkselementen

Mit dem Faltwerksprogramm lassen sich auch orthotrope Flächen berechnen. Dies sind Flächen, die in X und Y Richtung unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen. Ebenso können die Steifigkeiten des Platten- und des Scheibenanteils unterschiedlich sein.

Ein Beispiel für solche Elemente sind Brettschichthölzer.

Die Hersteller dieser Hölzer geben deren Eigenschaften oft in "Matrixform" an. Hier möchte ich erklären, wie die Zuordnung dieser Werte bei uns im Programm ist.

 

Matrix

 

 

 

Plattenanteile

Matrix

Eingabewert

D11

E,x

D22

E,y

D33

G,xy

D12, D21

= μ,xy * sqrt(E,x * E,y)

D44

G,xy

D55

G,yz

D45, D54

= μ,xy * sqrt(G,xy * G,yz)

 

Scheibenanteile

Matrix

Eingabewert

D66

E,x (S)

D77

E,y (S)

D67, D76

= μ,xy * sqrt(E,x (S) * E,y (S))

D88

G,xy (S)

 

Eingabe in der Baustatik

 

 

 

 

 

Berechnung im Zustand 2 im Durchlaufträger

Bei Durchlaufträgern aus Beton führt das Programm auf Wunsch automatisch eine Berechnung im Zustand 2 durch.

Standardmäßig wird bei dieser Berechnung an jeder Schnittstelle die Bewehrung berücksichtigt, die sich aus der statischen Berechnung ergibt.

Die Bewehrung wird in der Realität jedoch bereichsweise konstant und nicht an jeder Schnittstelle unterschiedlich angeordnet.

Diese Bereiche (Verlegebereiche) kann man beim Durchlaufträger einfach auf dem Dialog "Bemessungsparameter.Gebrauchstauglichkeit" definieren.

Sind diese Bereiche definiert, werde diese anstatt der statisch erforderlichen Bewehrung benutzt.

Dies führt im Regelfall zu realistischeren und günstigeren Werten, ist jedoch mit etwas Aufwand verbunden.

 

 

Die Definition kann wahlweise über die Querschnittsfläche der Bewehrung oder die Angabe von "Anzahl und Durchmesser" erfolgen.

 

Stützenfußausbildung auf dem Fundament

Das Programm sieht mehrere Arten vor, wie die Stütze mit dem Fundament verbunden ist.

Die Lagerungsart stellt man auf dem Stützendialog ein:

Ohne Sockel

Die Stütze steht direkt auf dem Fundament

Mit Sockel

Unter der Stütze wird eine Verbreiterung (Sockel) angeordnet

Mit Köcher

Die Stütze steht auf der Fundamentoberkante, wird aber von einem Köcher umfasst.

Blockfundament

Die Stütze ist in das Fundament eingelassen.

 

In dem beiden letzten Fällen wird eine Fuge zwischen Fundament und Stütze angeordnet. Diese wird nun auch in der Grafik dargestellt.

 

 

Längsbewehrung in der Stütze

Bei der Bemessung geht das Programm im Regelfall davon aus, dass alle Eisen gleich dick sind.

Als Endergebnis der Bemessung erhält man die Summe der insgesamt einzulegenden Bewehrung.

Die Bewehrung pro Eisen ergibt sich aus (Summe der Bewehrung) / (Anzahl der Bewehrungsstäbe).

Im Beispiel ist hier für jedes Eisen: 15,24 cm2 / 4 = 3,81 cm2 vorzusehen.

 

 

Bei der Verwendung von seitlichen Zulagen erhält man weitere Ergebnissekurven. Das Programm geht im Regelfall davon aus,

dass jedes Zulageeisen denselben Querschnitt erhält, wie die vier Eckeisen. Dies kann man bei der Definition des Querschnittes abändern.

Die Bewehrungssumme setzt sich im folgenden Beispiel aus 4 Eckeisen und jeweils 2 seitlichen Zulagen in Y-Richtung zusammen.

Summe der Eisen = 4 Eck + 2 * 2 Zulagen = 8 Eisen

Pro Eckeisen = 7,62 / 4 = 1,91 cm2

Pro Zulageneisen = 3,81 / 2 = 1,91 cm2

 

 

 

 

 

Eigengewicht im Faltwerk

Das Eigengewicht des Tragwerks wird standardmäßig (auf Wunsch) automatisch vom Programm berechnet. Normalerweise wird es im Lastfall "1" berücksichtigt. Ist dies nicht gewünscht, kann das Eigengewicht auch in jedem anderen Lastfall angeordnet werden, in dem der entsprechende Haken gesetzt wird.

Bisher wirkte das Eigengewicht immer in globaler Z-Richtung. Ab der nächsten Version kann die Richtung vorgegeben werden. Dies geschieht auf dem zweiten Reiter des Dialoges.

 

Update Mauerwerk 7.42

In Kürze ist die Version 7.42 von Xmau verfügbar.

Änderungen

Horizontal auf die Wand wirkende Einzel- und Linienlasten können nicht berücksichtigt werden. Das Programm hat dies nicht überprüft und so kam es zu einem Absturz. Auf die Wandfläche wirkende Winddruck- und -sogkräfte können für Biegezugnachweise verwendet werden.