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Biegesteife Rahmenverbindung
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Der Vorteil des RFEM 6 Add-Ons Stahlanschlüsse besteht darin, dass man Stahlverbindungen mit Hilfe eines FE-Modells untersuchen kann, dessen Modellierung vollautomatisch im Hintergrund abläuft. Die Eingabe der Stahlverbindungskomponenten, die die Modellierung steuert, kann über eine manuelle Definition der Komponenten oder mithilfe der in der Bibliothek verfügbaren Vorlagen erfolgen. Letzteres wurde bereits in einem früheren Fachbeitrag mit dem Titel "Definition von Stahlanschlusskomponenten mithilfe der Bibliothek" behandelt. Die Definition von Parametern für die Bemessung von Stahlanschlüssen ist das Thema des Fachbeitrags "Bemessung von Stahlanschlüssen in RFEM 6".
Stahlverbindungen werden in RFEM 6 als eine Anordnung von Komponenten definiert. Im neuen Add-On Stahlanschlüsse stehen für die Eingabe komplexer Verbindungen universell einsetzbare Basiskomponenten (Bleche, Schweißnähte, Hilfsebenen) zur Verfügung. Die Methoden, mit denen Verbindungen definiert werden können, sind in zwei früheren Knowledge Base-Beiträgen thematisiert: “Ein neuartiger Ansatz zur Bemessung von Stahlanschlüssen in RFEM 6" und “Definition von Stahlanschlusskomponenten mithilfe der Bibliothek".
Im Add-On Stahlbemessung von RFEM 6 stehen drei Arten von biegesteifen Rahmen (OMF, IMF, SMF) zur Verfügung. Das Ergebnis der Erdbebenbemessung ist nach AISC 341-22 in zwei Abschnitte gegliedert: Stabanforderungen und Anschlussanforderungen.
Das Add-On Stahlbemessung bietet in RFEM 6 jetzt die Möglichkeit, Erdbebennachweise nach AISC 341-16 und AISC 341-22 zu führen. Fünf SFRS-Typen (Seismic Force-Resisting Systeme) stehen derzeit zur Verfügung.
Im Add-On Stahlanschüsse können Sie die Steifigkeiten der Anschlüsse klassifizieren.
Für die gewählten Schnittgrößen N, My und/oder Mz werden neben der Anfangssteifigkeit auch die Grenzwerte für gelenkige und starre Anschlüsse ausgegeben. Die sich daraus ergebene Klassifizierung wird anschließend mit "gelenkig", "nachgiebig" oder "starr" tabellarisch dargestellt.
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Im Add-On "Stahlanschlüsse" haben Sie die Möglichkeit, in sämtlichen Komponenten die Vorspannung von Schrauben bei der Berechnung zu berücksichtigen. Die Vorspannung lässt sich einfach bei den Schraubenparametern mittels einer Checkbox aktivieren und hat Auswirkungen sowohl auf die Spannungs-Dehnungsberechnung als auch auf die Steifigkeitsanalyse.
Vorgespannte Schrauben sind spezielle Schrauben, die im Stahlbau verwendet werden, um eine hohe Klemmkraft zwischen den verbundenen Bauteilen zu erzeugen. Diese Klemmkraft bewirkt eine Reibung zwischen den Bauteilen, die die Übertragung von Kräften ermöglicht.
Funktionsweise
Vorgespannte Schrauben werden mit einem bestimmten Drehmoment angezogen, wodurch sie sich dehnen und eine Zugkraft erzeugen. Diese Zugkraft wird auf die verbundenen Bauteile übertragen und führt zu einer hohen Klemmkraft. Die Klemmkraft verhindert ein Lösen der Verbindung und sorgt für eine sichere Kraftübertragung.
Vorteile
- Hohe Tragfähigkeit: Vorgespannte Schrauben können hohe Kräfte übertragen.
- Geringe Verformung: Sie minimieren die Verformung der Verbindung.
- Ermüdungsfestigkeit: Sie sind widerstandsfähig gegen Ermüdung.
- Einfache Montage: Sie sind relativ einfach zu montieren und demontieren.
Berechnung und Bemessung
Die Berechnung von vorgespannten Schrauben erfolgt in RFEM mittels des durch das Add-On "Stahlanschlüsse" generierten Analyse-FE-Modells. Dabei werden Klemmkraft, Reibung zwischen den Bauteilen, Scherfestigkeit der Schrauben und Tragfähigkeit der Bauteile berücksichtigt. Die Bemessung erfolgt nach DIN EN 1993-1-8 (Eurocode 3) oder der US-Norm ANSI/AISC 360-16. Das erstellte Analysemodell inklusive Ergebnisse kann als eigenständiges RFEM-Modell gespeichert und verwendet werden.
Im Add-On Stahlanschlüsse haben Sie die Möglichkeit, Verbindungen von Stäben mit zusammengesetzten Querschnitten zu bemessen. Zudem können Sie Anschlussbemessungen für nahezu alle dünnwandigen Querschnitte der RFEM-Bibliothek durchführen.
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Komplexen Anschluss horizontaler Träger an eine Stütze und der Verbindung von Aussteifungsdiagonalen.
Das Anschlussmodell wurde mit ungefähr 50 Komponenten modelliert. Das Modell wurde nach dem Anwendungsbeispiel eines tatsächlichen Tragwerks erstellt.
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