Die analysierte Rahmenverbindung wird Teil einer echten Stahlbeton-Rahmenkonstruktion. Der Rahmen ist 4 m hoch, die Spannweite beträgt 8 m und beide Stützen haben feste Auflager.
1 Neues Projekt
Starten Sie ein neues Projekt in IDEA StatiCa Detail.
Legen Sie im Assistenten für Diskontinuitätsbereiche die Beton- und Bewehrungsklasse fest und definieren Sie die Dicke der Betondeckung. Wählen Sie die Vorlage Rahmenverbindungen aus.
Wählen Sie unter Vorlagen die Option Rahmenverbindung aus.
Durch Auswahl einer vordefinierten Vorlage generiert die Software automatisch Geometrie, Last und Bewehrung.
2 Geometrie
Beginnen Sie mit der Änderung der Geometrie. Die vordefinierte Rahmenverbindung besteht aus einer Stütze und einem Träger. Ändern Sie den Querschnitt der Stütze, indem Sie auf Parameter bearbeiten klicken.
Ändern wir die Abmessungen des Querschnitts.
Fügen Sie dann einen neuen Querschnitt für den Träger hinzu:
Ändern Sie erneut die Abmessungen:
3 Lasten
Fahren Sie im Navigator mit der Definition der Lasten fort. Zwei Lastfälle und drei nichtlineare Kombinationen wurden von der Software automatisch hinzugefügt. Sie benötigen zwei Lastfälle, um zwischen ständigen und veränderlichen Lasten zu unterscheiden, und drei Kombinationen, um GZT- und GZG-Nachweise abzudecken.
Bearbeiten wir den Lastfall LC1 für ständigen Einwirkungen. Entfernen Sie zunächst die Streckenlast von der Stütze.
Dann können Sie die Intensität der Strecklast auf dem Träger ändern:
Wechseln Sie in den Lastfall LC2 und wiederholen Sie die Schritte mit anderen Werten.
Wechseln Sie nun zum Bereich Schnittgrößen und wenden Sie diese in den Querschnitt an, der im Schnittpunkt von Stütze und Träger platziert wird. Sie erhalten diese Schnittgrößen, indem Sie den gesamten Rahmen mit der entsprechenden Linienlast (30 kN/m für LC1 und 20 kN/m für LC2) in einer beliebigen CAE/FEM-Software in wenigen Minuten modellieren und berechnen.
4 Bewehrung
Nachdem die Last definiert wurde, können Sie mit der Bemessung der Bewehrung fortfahren. Bevor Sie eine Konstruktion erstellen, können Sie versuchen, das Werkzeug zur Topologieoptimierung auszuführen, um zu sehen, wie die effektivste Bewehrungsanordnung aussehen sollte, wenn Sie das ausgewählte effektive Volumen der Konstruktion verwenden möchten.
Für das wirksame Volumen von 20% sieht die Konstruktion wie folgt aus (rote Linien stehen für Druck und blaue Linien für Zug). Sie können im Programmbereich zwischen den wirksamen Volumina wechseln.
Fahren Sie mit Eingabe/Bearbeitung der Bewehrung fort. Sie werden die von der Vorlage erstellten Positionen nutzen.
Ändern Sie die Gruppe GB1, die Träger werden zum linken Rand verlängert:
5 Berechnung und Nachweis
Starten Sie die Analyse, indem Sie auf Nachweis klicken. Das Analysemodell wird automatisch generiert, die Berechnungen werden ausgeführt und Sie können die Zusammenfassung der Nachweise zusammen mit den Werten der Nachweisergebnisse anzeigen.
Auf der Registerkarte Übersicht finden Sie die Tabelle mit den maßgebenden Nachweisen. Werfen wir einen Blick darauf:
In der ersten Zeile der Tabelle sehen Sie, dass der maßgebende GZT-Nachweis die Festigkeit der Bewehrung in der Kombination C1 ist.
Sie können auch die Spalte Steigerungsstufe beachten. Die Werte P100%, V100% besagen, dass die Berechnung erfolgreich abgeschlossen wurde und die gesamte ständige und veränderliche Last auf die Konstruktion aufgebracht wurde.
Wenn Sie auf die Zeile mit der GZG Übersicht klicken, erscheint folgende Tabelle:
In Bezug auf GZG-Nachweise ist die Nachweis der Spannungsbegrenzung für die Stütze in der Kombination C3 maßgebend. Sie sehen, dass die Konstruktion diesen Nachweise nicht bestanden hat, die Auslastung liegt über 100%. Wir werden in einer Minute zeigen, wie Sie mit diesem Problem umgehen können.
Beachten Sie die Abkürzungen (ST) und (LT) nach den Namen der Kombinationen. IDEA StatiCa Detail rechnet mit unterschiedlichen Elastizitätsmodulen für die kurzfristigen- (ST) und langfristigen- (LT) Einwirkungen.
Jetzt können Sie ein kleines Experiment durchführen, indem Sie einige Bewehrungsstäbe in der Bewehrung ändern und sehen, wie sich dies auf die Ergebnisse auswirkt. Ändern Sie den Durchmesser der Gruppe GB3:
Sie können die Bewehrung auch in der realen 3D-Ansicht (oberer Programmbereich) überprüfen:
Danach müssen Sie die Berechnung erneut ausführen, um die aktualisierten Ergebnisse zu erhalten.
Nach der Bearbeitung erfüllt diese Konstruktion alle Nachweise.
6 Bericht
Schließlich gehen wir zur Berichtvorschau/-druck. IDEA StatiCa bietet einen vollständig anpassbaren Bericht zum Ausdrucken oder Speichern in einem bearbeitbaren Format an.
Anhänge zum Download
- Tutorial Rahmenecke.zip (ZIP, 6,4 MB)