Andreas Wölfers Baustatik Blog

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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.


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.