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Die Berechnung der Bettungskoeffizienten erfolgt nach einem nichtlinearen iterativen Verfahren. Dabei wird für jedes einzelne Element ein Bettungskoeffizient ermittelt. Dieser hängt von der Verformung ab.
In der Gebrauchstauglichkeitskonfiguration lassen sich verschiedene Bemessungsparameter der Querschnitte anpassen. Der angesetzte Querschnittszustand für den Verformungs- und Rissbreitennachweis kann hier gesteuert werden.
Dabei sind folgende Einstellungen aktivierbar:
Risszustand berechnet aus zugehöriger Last
Risszustand ermittelt als Umhüllende aus allen GZG-Bemessungssituationen
Auch kaltgeformte Stahlstäbe können nach AISI S100-16/CSA S136-16 in RFEM 6 bemessen werden. Die Bemessung erfolgt über die Auswahl von "AISC 360" oder "CSA S16" als Norm im Add-On Stahlbemessung. Anschließend wird für die Bemessung der kaltgeformten Profile automatisch "AISI S100" bzw. "CSA S136" ausgewählt.
RFEM verwendet die Direct Strength Method (DSM), um die elastische Knicklast des Stabes zu berechnen. Dieses Verfahren bietet zwei Arten von Lösungen, numerisch (Finite Strip Method) und analytisch (Spezifikation). Bei den Querschnitten können die FSM-Signaturkurve und die Knickfiguren eingesehen werden.
Die errechneten Spannungen und Setzungen werden in Tabellen ausgegeben. Daneben ist auch eine grafische Auswertung möglich. In der Grafik werden zur Veranschaulichung auch die Lage und die Schichtung der Bodenproben dargestellt.
In einer weiteren Tabelle werden die Bettungskoeffizienten ausgegeben. Diese können ebenfalls grafisch ausgewertet werden.
Mögliche Fundamenttypen:Reine Fundamentplatte (optional auch unbewehrt)
Köcherfundament mit glatten Köcherinnenseiten
Köcherfundament mit rauhen Köcherinnenseiten
Blockfundament mit glatten Köcherinnenseiten
Blockfundament mit rauhen Köcherinnenseiten
Nachweisführung nach EN 1992-1-1 und EN 1997-1
Es stehen folgende Nationalen Anhänge zum Eurocode 2 und Eurocode 7 zur Verfügung:
DIN EN 1992-1-1/NA/A1:2015-12 | DIN EN 1997-1/NA:2010-12
ÖNORM B 1992-1-1:2018-01 | ÖNORM B 1997-1:2007-11
DK EN 1992-1-1/NA:2013 | DK EN 1997-1/NA:2007
BDS EN 1992-1-1:2005/NA:2011 | BDS EN 1997-1:2005/NA:2012
SFS EN 1992-1-1/NA:2007-10 | SFS EN 1997-1/NA:2004-01
NF EN 1992-1-1/NA:2016-03 | NF EN 1997-1/NA:2006-09
UNI EN 1992-1-1/NA:2007-07 | UNI EN 1997-1/NA:2005-01
NEN EN 1992-1-1 C2:2011/NB:2016-11 | NEN EN 1997-1+C1:2012/NB:2012
PN EN 1992-1-1/NA:2010 | PN EN 1997-1/NA:2005-05
STN EN 1992-1-1/NA:2008-06 | STN EN 1997-1/NA:2005-10
SIST EN 1992-1-1:2005/A101:2006 | SIST EN 1997-1/NA:2006-03
UNE EN 1992-1-1/NA:2013 | UNE EN 1997-1:2010
EN 1992-1-1/NA:2008 | SvenskS EN 1997-1:2005/AC:2009
CSN EN 1992-1-1/NA:2016-05 | CSN EN 1997-1/NA:2014-06
BS EN 1992-1-1:2004/NA:2005 | BS EN 1997-1:2004
TKP EN 1992-1-1:2009 | TKP EN 1997-1:2009
CYS EN 1992-1-1:2004/NA:2009 | CYS EN 1997-1/NA:2004
Zusätzlich zu den oben aufgeführten Nationalen Anhängen (NA) können auch benutzerdefinierte NA mit eigenen Grenzwerten und Parametern definiert werden.
Automatische Berechnung der maßgebenden Belastung aus den Lastfällen
Vorgabe von zusätzlichen Lagerkräften möglich
Ermittlung eines Bewehrungsvorschlags für die untere und obere Plattenbewehrung unter Berücksichtigung der günstigsten Kombination aus Matte und Stabstahl
Individuelle Anpassung des Bewehrungsvorschlags
Ausgabe der Fundamentbewehrung in detaillierten Bewehrungsplänen
Tabellarische und grafische Ergebnisdarstellung
Visuelle Darstellung von Fundament, Stützen und Bewehrung im 3D-Rendering
Haben Sie für die Bestimmung des kritischen Lastfaktors im Rahmen des Stabilitätsnachweises den Add-On-internen Eigenwertlöser genutzt? In diesem Fall können Sie sich anschließend als Ergebnis die maßgebende Eigenform des zu bemessenden Objektes durch das Programm anzeigen lassen.
Das Add-On Aluminiumbemessung bietet Ihnen noch weitere Möglichkeiten. Hier können auch allgemeine Querschnitte nachgewiesen werden, die nicht in der Querschnittsbibliothek vordefiniert sind. Erstellen Sie beispielsweise einen Querschnitt mit dem Programm RSECTION und importieren Sie ihn anschließend in RFEM/RSTAB. Je nach verwendeter Bemessungsnorm haben Sie verschiedene Nachweisformate zur Auswahl. Dazu gehört beispielsweise der Vergleichsspannungsnachweis.
Ist zudem eine Lizenz für RSECTION und Effektive Querschnitte vorhanden, so können Sie die Nachweise auch unter Berücksichtigung der effektiven Querschnittswerte nach EN 1999-1-1 führen.
Nachweis der Sicherheit gegen Grundbruch (Sohldrucknachweis)
Nachweis der Sicherheit gegen stark exzentrische Belastungen
Nachweis der Fundamentverdrehung und Begrenzung einer klaffenden Fuge
Nachweis der Sicherheit gegen Gleiten
Setzungsberechnung
Biegebemessung der Platte und des Köchers
Durchstanznachweis
Die Fundament- sowie Köcherabmessungen lassen sich wahlweise festlegen oder vom Modul auslegen. Die ermittelte Bewehrung kann manuell geändert werden. In diesem Fall werden die Nachweise aktualisiert.
Im Register "Querkraftbewehrung" steht Ihnen die Option "Querkraftschenkel über freien Bewehrungsstäben mit aktiver Selektion in Grafik" zur Verfügung. Damit können Sie an freien Bewehrungsstäben der Längsbewehrung zusätzliche Querkraftschenkel anordnen.
Die Position der Querkraftschenkel lässt sich in der Info-Grafik aktivieren bzw. deaktivieren. Die Querkraftschenkel werden für die Nachweise der Tragfähigkeit und für die konstruktiven Nachweise angesetzt. Sie stehen Ihnen für die Bemessung nach EN 1992-1-1 zur Verfügung.
Im Add-On Betonbemessung können Sie Bauteile aus faserverstärktem Beton nach der Richtlinie "DAfStb Stahlfaserbeton" bemessen.
Diese Option steht Ihnen für die Bemessung nach EN 1992-1-1 zur Verfügung. Der Nachweis nach der DAfStb-Richtlinie wird durchgeführt, sobald einem bewehrten Bauteil ein Beton des Typs "Faserbeton" zugewiesen wurde.
Modellierung des Profils über polygonal umrandete Flächen, Aussparungen und Punktflächen (Bewehrungen)
Automatische oder individuelle Anordnung von Spannungspunkten
Erweiterbare Bibliothek für Beton-, Stahl- und Betonstahlmaterialien
Querschnittswerte von Stahlbeton- oder Verbundquerschnitten
Spannungsanalyse mit Fließhypothesen nach von Mises oder Tresca
Stahlbetonbemessung nach:
DIN 1045-1:2008-08
DIN 1045:1988-07
ÖNORM B 4700: 2001-06-01
EN 1992-1-1:2004
Für die Bemessung nach EN 1992-1-1:2004 sind folgende Nationale Anhänge implementiert:
DIN EN 1992-1-1/NA:2013-04 (Deutschland)
NEN-EN 1992-1-1/NA:2011-11 (Niederlande)
CSN EN 1992-1-1/NA:2006-11 (Tschechien)
ÖNORM B 1992-1-1:2011-12 (Österreich)
UNE EN 1992-1-1/NA:2010-11 (Spanien)
EN 1992-1-1 DK NA:2007-11 (Dänemark)
SIST EN 1992-1-1:2005/A101:2006 (Slowenien)
NF EN 1992-1-1/NA:2007-03 (Frankreich)
STN EN 1992-1-1/NA:2008-06 (Slowakei)
SFS EN 1992-1-1/NA:2007-10 (Finnland)
BS EN 1992-1-1:2004 (Vereinigtes Königreich)
SS EN 1992-1-1/NA:2008-06 (Singapur)
NP EN 1992-1-1/NA:2010-02 (Portugal)
UNI EN 1992-1-1/NA:2007-07 (Italien)
SS EN 1992-1-1/NA:2008 (Schweden)
PN EN 1992-1-1/NA:2008-04 (Polen)
NBN EN 1992-1-1 ANB:2010 (Belgien)
NA to CYS EN 1992-1-1:2004/NA:2009 (Zypern)
BDS EN 1992-1-1:2005/NA:2011 (Bulgarien)
LST EN 1992-1-1:2005/NA:2011 (Litauen)
SR EN 1992-1-1:2004/NA:2008 (Rumänien)
Zusätzlich zu den oben aufgeführten Nationalen Anhängen (NA) können auch benutzerdefinierte NA mit eigenen Grenzwerten und Parametern definiert werden.
Stahlbetonnachweis für Spannungs-Dehnungs-Verlauf, vorhandene Sicherheit oder direkte Bemessung
Ausgabe von Bewehrungsliste und Gesamtbewehrungsfläche
Die Zuordnung der Fundamente erfolgt grafisch durch [Picken] der Auflager in der RFEM/RSTAB-Oberfläche und durch Angabe der zu bemessenden Lastfälle. Alle weiteren Fundamentdetails lassen sich in übersichtlichen Eingabemasken schnell und unkompliziert festlegen.
Zusätzlich zu sämtlichen Auflagerkräften aus RFEM/RSTAB können Sie weitere Lasten vorgeben, die bei der Auslegung Ihrer Fundamente berücksichtigt werden. Das sind:
Ständig wirkende Gleichflächenlast aus Überschüttung
Ungünstig wirkende Gleichflächenlasten z. B. aus Verkehr
Grundwasserstand zur Berücksichtigung des Auftriebs
Einzellasten im beliebiger Lage auf der Fundamentplatte
Linienlasten mit beliebigen Verlauf über die Fundamentplatte
Die Eingabe der Bodenschichtungen erfolgt in einer übersichtlichen Tabelle. Der Anwender wird dabei von einer erweiterbaren Datenbank für die Bodeneigenschaften unterstützt.
Die Elastizität kann wahlweise über die Steifeziffer oder über Elastizitätsmodul und Querdehnzahl definiert werden. Es können beliebig viele Bodenschichtungen definiert werden. Die Zuordnung zum Bauwerk erfolgt entweder grafisch oder durch Koordinaten.
Sie erhalten vom Programm einen Bewehrungsvorschlag für die obere und untere Plattenbewehrung. Dabei wird automatische nach der günstigsten Kombination aus der Bewehrung mit einer Matte und zugelegten Bewehrungsstäben gesucht. Diese Bewehrungsstäbe werden bei Bedarf gestaffelt über zwei Bewehrungsbereiche verteilt. Dieser Bewehrungsvorschlag lässt sich individuell verändern:
Verwendung eines anderer Mattentyps
Individuelle Steuerung des Durchmessers und des Abstandes der zugelegten Bewehrungsstäbe
Freie Wahl der Breite der Bewehrungsbereiche
Individuelle Staffelung der Bewehrung
Das Fundament lässt sich in hervorragender Renderingqualität inklusive Bewehrung darstellen. Dort und in den bis zu sieben verschiedenen baustellenfertig bemassten Bewehrungsplänen mit allen erforderlichen Ansichten, sehen Sie den Lösungsvorschlag des Programms zur Ausbildung des Köchers. Auch hier lässt es das Programm zu, Anzahl, Lage, Durchmesser und Abstand der verwendeten Bewehrungsstäbe zu verändern. Selbst die Form der verwendeten Bügel wird durch Sie bestimmt.
Die Dimensionen von Fundamentplatte und Köcher können wahlweise vom Benutzer definiert oder von RF-/FUND Pro ausgelegt werden. In übersichtlich aufgebauten Masken erhalten Sie dann die Ergebnisse jedes geführten Nachweises mit sämtlichen Zwischenergebnissen. Diese finden sich in einem, auf das Wesentliche reduzierten Ausdruckprotokoll, so dass Sie eine prüffähige Statik vom Programm gleich mitgeliefert bekommen.
Ermittlung von Längs-, Schub- und Torsionsbewehrung
Ausweisung von Mindest- und Druckbewehrung
Bestimmung von Druckzonenhöhe, Rand- und Stahldehnungen
Bemessung von 2-achsig biegebeanspruchten Stabquerschnitten
Bemessung von Voutenstäben
Bestimmung der Verformung im Zustand II, z.B. nach EN 1992-1-1, 7.4.3
Berücksichtigung von Tension Stiffening
Berücksichtigung von Kriechen und Schwinden
Präzise Aufschlüsselung von Unbemessbarkeitsursachen
Bemessungsdetails für alle Nachweisstellen zur klaren Nachvollziehbarkeit der Bewehrungsermittlung
Möglichkeiten zur Querschnittsoptimierung
Visualisierung des Betonquerschnitts mit Bewehrung im 3D-Rendering
Ausgabe einer kompletten Stahlliste
Brandschutznachweis für Rechteck- und Kreisquerschnitte nach dem vereinfachten Verfahren (Zonenverfahren) gemäß EN 1992-1-2
Das RFEM-Zusatzmodul RF-BETON Stäbe ist optional um die nichtlineare Berechnung für den Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit erweiterbar. Mit dieser Erweiterung ist u. a. der Nachweis von stabilitätsgefährdeten Bauteilen mittels einer nichtlinearen Berechnung oder eine nichtlineare Verformungsberechnung von 3D-Stabwerken möglich. Nähere Informationen finden sie unter der Produktbeschreibung von RF-BETON NL.
Vor dem Start der Berechnung sollte durch eine über das Programm gesteuerte Kontrolle sichergestellt werden, dass die Eingabedaten vollständig und korrekt vorliegen. Bei der Berechnung sucht BETON zunächst nach den Ergebnissen der relevanten Lastfälle, Last- und Ergebniskombinationen. Werden diese nicht gefunden, so startet die RSTAB-Berechnung, um die notwendigen Schnittgrößen zu ermitteln.
Unter Berücksichtigung der gewählten Bemessungsnorm werden die erforderlichen Bewehrungsquerschnitte der Längs- und Schubbewehrung sowie die zugehörigen Zwischenergebnisse berechnet. Sollte die aus dem Tragfähigkeitsnachweis ermittelte Längsbewehrung für den Nachweis der max. Rissbreite nicht ausreichen, so kann diese optional durch das Programm automatisch bis zur Einhaltung des definierten Grenzwertes erhöht werden.
Der Nachweis von stabilitätsgefährdeten Bauteilen ist mittels einer nichtlinearen Berechnung möglich. Dabei stehen der jeweiligen Norm entsprechend unterschiedliche Ansätze zur Verfügung.
Die Brandschutzbemessung erfolgt nach dem vereinfachten Rechenverfahren nach EN 1992-1-2, 4.2. Dabei wird das im Anhang B2 beschriebene Zonenverfahren verwendet. Darüber hinaus können die thermischen Dehnungen in Längsrichtung und die aus unsymmetrischer Brandeinwirkung entstehende zusätzliche thermische Verkrümmung bei der Heißbemessung berücksichtigt werden.
Stabilitätsnachweise für Biegeknicken, Drillknicken und Biegedrillknicken unter Druckbeanspruchung
Biegedrillknicknachweise für Bauteile mit Momentenbeanspruchung
Übernahme von Knicklängen aus der Berechnung mit dem Add-On Strukturstabilität möglich
Grafische Eingabe und Kontrolle von definierten Knotenlagern und Knicklängen für den Stabilitätsnachweis
Je nach Norm Auswahl zwischen benutzerdefinierter Eingabe von Mcr, analytischer Methode aus der Norm und Nutzung des internen Eigenwertlösers
Berücksichtigung von Schubfeld und Drehbettung bei Nutzung des Eigenwertlösers
Grafische Darstellung der Eigenform, wenn der Eigenwertlöser genutzt wurde
Stabilitätsnachweise für Bauteile mit kombinierter Druck- und Biegebeanspruchung je nach Bemessungsnorm
Nachvollziehbare Berechnung sämtlicher benötigten Beiwerte wie Interaktionsfaktoren
Alternative Berücksichtigung aller Effekte für den Stabilitätsnachweis bereits bei der Schnittgrößenermittlung in RFEM/RSTAB (Theorie II. Ordnung, Imperfektionen, Steifigkeitsreduktion, ggf. in Kombination mit dem Add-On Wölbkrafttorsion (7 Freiheitsgrade)
Für die Verformungsberechnung nach den, in den Normen festgelegten, Näherungsverfahren (z. B. Verformungsberechnung nach 7.4.3, EN 1992-1-1) werden sogenannte effektive Steifigkeiten in den Finiten Elementen entsprechend dem vorhandenen Grenzzustand gerissen / ungerissen berechnet. Mit diesen effektiven Steifigkeiten wird anschließend die Verformung der Fläche mittels einer nochmaligen FEM-Berechnung bestimmt.
Für die Berechnung der eff. Steifigkeiten der finiten Elemente wird der bewehrte Betonquerschnitt betrachtet. Anhand der ermittelten Schnittgrößen für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit aus RFEM wird der Stahlbetonquerschnitt in 'gerissen' oder 'ungerissen' eingestuft. Wird die Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen berücksichtigt, so erfolgt dies mittels eines Verteilungsbeiwertes (z. B. z nach Gleichung 7.19, EN 1992-1-1). Das Materialverhalten für den Beton wird dabei im Druck- und Zugbereich - bis zum Erreichen der Betonzugfestigkeit - als linear-elastisch angesetzt. Dies ist für den Zustand der Gebrauchstauglichkeit ausreichend genau.
Die Berücksichtigung von Kriechen und Schwinden erfolgt bei der Ermittlung der effektiven Steifigkeiten auf „Querschnittsebene“. Der Einfluss von Schwinden und Kriechen bei statisch unbestimmten Systemen wird bei diesem Näherungsverfahren nicht berücksichtigt (z. B. Zugkräfte aus Schwinddehnung bei allseitig eingespannten Systemen werden nicht ermittelt und müssen gesondert berücksichtigt werden). Zusammenfassend erfolgt die Verformungsberechnung mit RF-BETON Deflect in zwei Schritten:
Berechnung der effektiven Steifigkeiten des Stahlbetonquerschnittes unter linear-elastischen Annahmen
Berechnung der Verformung unter Verwendung der effektiven Steifigkeiten mit FEM
Für den Nachweis der Biegebruchsicherheit werden die maßgebenden Stellen der Stütze für Normalkraft und Momente untersucht. Für den Nachweis der Querkrafttragfähigkeit werden zudem die Stellen mit den Extremwerten der Querkräfte betrachtet. Im Zuge der Berechnung wird untersucht, ob eine Regelbemessung ausreicht oder ob die Stütze mit den Momenten nach Theorie II. Ordnung zu bemessen ist. Diese werden dann aus den getroffenen Vorgaben ermittelt. Die Berechnung unterteilt sich in vier Teile:
Lastunabhängige Berechnungsschritte
Iterative Bestimmung der maßgebenden Belastung unter Berücksichtigung einer sich ändernden erforderlichen Bewehrung
Ermittlung der vorhandenen Bewehrung für die maßgebenden Schnittgrößen
Bestimmung der Sicherheit für sämtliche einwirkende Schnittgrößen unter Berücksichtigung der vorhandenen Bewehrung
Das Programm liefert somit eine in sich geschlossene Lösung aus einem optimierten Bewehrungsvorschlag und der sich daraus ergebenden Einwirkungen.
Alle Ergebnisse lassen sich in ansprechender numerischer und grafischer Form auswerten und visualisieren. Selektionsfunktionen unterstützen die gezielte Evaluation.
Das Ausdruckprotokoll entspricht den hohen Standards des RFEM und des RSTAB. Änderungen werden automatisch aktualisiert. Zudem besteht die Möglichkeit eines übersichtlichen Kurzausdrucks mit allen wesentlichen Daten einschließlich benutzerdefinierter Querschnittsgrafik.
Nach der Bemessung werden die Durchstanznachweise übersichtlich und mit sämtlichen Ergebnisdetails präsentiert, so dass die Nachvollziehbarkeit jederzeit gewährleistet ist. Im Einzelnen werden die vorhandenen und zulässigen Schubspannungen für die Querkrafttragfähigkeit der Platte sowie die diversen Rundschnitte und Bewehrungsgrade ausgewiesen. Gegebenenfalls erscheint ein erläuternder Hinweis.
In einer weiteren Ausgabemaske werden für jeden untersuchten Knoten die erforderliche Längs- bzw. Durchstanzbewehrung aufgelistet. Eine erläuternde Grafik ist ebenfalls vorhanden. Die Ergebnisse des Nachweises können anschaulich mit Werten im Arbeitsfenster dargestellt werden. Sämtliche Ergebnistabellen und -grafiken können in das globale Ausdrucksprotokoll von RFEM eingebunden werden, womit eine übersichtliche Dokumentation gewährleistet ist.
Nach der Bemessung wird die erforderliche Bewehrung und die Ergebnisse des Gebrauchstauglichkeitsnachweises in übersichtlichen Ausgabetabellen aufgelistet. Sämtliche Zwischenwerte sind nachvollziehbar mit angegeben.
Die Ergebnisse von RF-BETON Stäbe können als Ergebnisverläufe amjeweiligen Stab angezeigt werden. Die Bewehrungsvorschläge für Längs-und Bügelbewehrung werden mitsamt Skizze praxisgerecht dokumentiert. Dabei ist es möglich, die vorgeschlagene Bewehrung zu editieren und z. B. die Anzahl der Stäbe und die Verankerung anzupassen. Die Änderungen werden automatisch aktualisiert. Der Betonquerschnitt mit Bewehrunglässt sich anschaulich im 3D-Rendering visualisieren. Man erhält aufdiese Weise eine optimale Dokumentationsmöglichkeit für die Erstellungvon Bewehrungsplänen einschließlich Stahlliste.
Die Ergebnisse von RF-BETON Flächen können als Isolinien, Isoflächen oder Zahlenwerte grafisch ausgegeben werden. Die Anzeige der Längsbewehrung kann dabei gegliedert nach erforderlicher Bewehrung, erforderlicher Zusatzbewehrung, vorhandener Grundbewehrung bzw. Zusatzbewehrung und vorhandener Gesamtbewehrung erfolgen. Die Isolinien für die Längsbewehrung lassen sich als DXF-Datei exportieren und in CAD-Anwendungen als Grundlage für Bewehrungspläne verwenden.