RCS - Aktionsphasen

Im Reiter „Aktionsphasen" besteht das Ziel darin, den anfänglichen Spannung-Dehnung-Zustand des Querschnitts zu definieren. Dies ist der Spannungszustand des Querschnitts aus ständigen Lasten, Vorspannung, Kriechen und Schwinden in den einzelnen Bauphasen. Die Eingaben werden aus dem globalen FEM-Berechnungsmodell gewonnen. Die Reaktion des Querschnitts im GZG und GZT wird dann durch weitere Belastung (veränderliche Last usw.) des Querschnitts aus diesem Ausgangszustand heraus berechnet, wobei die Arbeitsdiagramme der Materialien berücksichtigt werden. Im Reiter „Aktionsphasen" kann der Ausgangszustand eines allgemeinen Querschnitts, einschließlich phasenweise hergestellter (Verbund-)Querschnitte, definiert werden, was die Methode allgemeingültig macht. Wenn Sie sich für Verbundquerschnitte interessieren, wird empfohlen, das Tutorial durchzuarbeiten: Tragwerksbezogene Bemessung eines Verbund-Betonquerschnitts in RCS (EN).

Für die Zwecke dieses Artikels werden die Aktionsphasen anhand eines einfachen Trägers mit einem Spannglied erläutert. 

Es gibt das Biegemoment aus Eigengewicht M_dl, ein Biegemoment aus Verkehrslast M_ll und ein Biegemoment aus Vorspannung M_p. Darüber hinaus gibt es eine Normalkraft aus Vorspannung N_p. Träger und Schnittgrößen sind in der nachfolgenden Abbildung erläutert.

Es ist zu beachten, dass M_dl + M_p = 0 kNm. Dies liegt schlicht daran, dass die Ergebnisse dadurch wesentlich übersichtlicher werden. Es wird einfacher zu verstehen sein. Die dargestellten Schnittgrößen N_p und M_p sind nach Langzeitverlusten angegeben.

Schnittgrößen aus Kriechen und Schwinden sind in unserem einfachen Beispiel ebenfalls null.

Querschnitt S1 ist in der nachfolgenden Abbildung dargestellt.

Die RCS-Datei wurde erstellt und ist ebenfalls beigefügt. 

Zunächst können die Bauphasen unter Bemessungsbauteil -> Bauphasen definiert werden. Der Zeitpunkt der Phasen sowie die Vorspannungsaufbringung können der jeweiligen Phase zugeordnet werden. Neue Phasen können ebenfalls hinzugefügt werden.

Die Angabe des Zeitpunkts für jede Lastextrema legt fest, zu welchen Zeitpunkten (Bauphasen) die Bemessungsnachweise durchgeführt werden.

Ausgangszustand

Es gibt zwei Möglichkeiten zur Bestimmung des Ausgangszustands in den Aktionsphasen:

• Berechnen
• Benutzereingabe / Import

Wie bereits beschrieben, ist der Ausgangszustand als die Gesamtwirkung aller ständigen Lasten (Eigengewicht), Kriechen, Schwinden und Vorspannung in charakteristischen Werten definiert.

Die weitere Erläuterung erfolgt nur für die zweite Phase 18250d.

Lesen Sie mehr über den Ausgangszustand für Verbundquerschnitte in Bemessung eines vorgespannten Verbundquerschnitts in RCS

Berechnen

Die Inkremente der ständigen Lasten (Summation aus Eigengewicht, Kriechen und Schwinden) müssen in die Tabelle eingegeben werden. Vorspannungseffekte werden hier nicht eingegeben; sie werden in der nachfolgenden Tabelle definiert und automatisch berücksichtigt. Bitte beachten Sie, dass für die jeweilige Bauphase nur die Inkremente in jeder Zeile der Tabelle eingegeben werden.

Für unser Beispiel werden N=0 kN und M = M_dl = 222,8 kNm für die Phase t=28d eingegeben.

Der Nachteil dieser Methode besteht darin, dass die gesamte Belastungsgeschichte des Querschnitts definiert werden muss, um die Werte für die letzte Phase zu erhalten. 

Benutzereingabe / Import

Die Summation der ständigen Lasten, Kriechen, Schwinden und Vorspannung muss in die Tabelle eingegeben werden. 

Für unser Beispiel werden N=-495 kN und M = M_dl + M_p = 0 kNm für die Phase t=18250d eingegeben. 

Wichtig ist, dass diese Phasen (jede Zeile der Tabelle) bei der Methode Benutzereingabe / Import unabhängig voneinander sind. Das bedeutet, dass nicht alle Zeilen ausgefüllt werden müssen oder Zeilen für Phasen, die nicht überprüft werden sollen, weggelassen werden können. Mit anderen Worten: Selbst wenn die erste Zeile nicht ausgefüllt ist, werden dieselben Ergebnisse erzielt.

Vorspannung

Es gibt zwei Arten der Vorspannungseingabe.

• Abschätzung der Vorspannungsverluste – Die maximale Spannung wird auf das Spannglied aufgebracht und Koeffizienten werden eingegeben

• Spannung nach Langzeitverlusten – die endgültige Spannung wird direkt aus dem FEM-Modell ausgelesen und eingegeben. 

Es ist zu erkennen, dass die endgültige Spannung bei beiden Methoden identisch ist.

Gesamtwirkung der Vorspannung

Die Tabelle zur Gesamtwirkung der Vorspannung zeigt primäre Schnittgrößen, die aus der Geometrie und der Spannung im Spannglied berechnet werden, sowie sekundäre Schnittgrößen, die manuell eingegeben werden müssen.

Schnittgrößen

Es besteht die Möglichkeit, ständige Schnittgrößen aus dem Reiter „Aktionsphasen" zu laden. Ständige Schnittgrößen können auch manuell eingegeben werden; es gibt keinen Unterschied.

Die automatische Berücksichtigung von Υ_Gj,sup kann verwendet werden. Für eine bessere Erläuterung wird der Koeffizient jedoch auf 1,0 gesetzt. Nach dem Klicken auf die Schaltfläche „Alle" werden die ständigen Schnittgrößen ausgefüllt.

Sie erhalten dieselben Schnittgrößen sowohl mit der Methode Benutzereingabe / Import als auch mit der Methode Berechnen. Selbstverständlich müssen die Werte wie gezeigt eingestellt werden.

Der letzte Punkt ist die Verkehrslast. Tragen Sie die Werte einfach in die Tabelle ein.

Ergebnisse

Die Situation wird anhand der Ergebnisse vom Typ Reaktion N-M-M erläutert. Die Ausgangswerte (orange) und das Inkrement (grün) sind eingeblendet.

Der Ausgangszustand, in dem der Querschnitt nur unter Druck steht (M_dl + M_p = 0 kNm), ist erkennbar. Das Inkrement aus der Verkehrslast ist ebenfalls sichtbar. Der Ergebnistyp „Gesamt" ist die Summation aus Ausgangswerten und Inkrementen.

In der beigefügten Datei ist zu erkennen, dass die Ergebnisse für die Methoden Berechnen und Benutzereingabe / Import identisch sind.

Anhänge zum Download

• Action stages explanation.zip (ZIP, 73 kB)