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Beschreibung des Moduls

Aussteifungskern

Mit dem Programm Aussteifungskern sind Sie in der Lage, die Querschnittswerte, Normal- und Schubspannungen eines aus Betonwänden konstruierten Teilgrundrisses zu ermitteln.

 

Systemeingabe

Systemeingabe:

Die Eingabe der Geometrie des Grundrisses erfolgt über Koordinaten, welche die Knotenpunkte definieren. Die Koordinaten werden vom Programm selbst ermittelt, wenn der Anwender auf Standardprofile- und Querschnitte zugreift. Diese Standardprofile können dabei beliebig miteinander kombiniert werden. Soll der Querschnitt aus Standardprofilen zusammengesetzt werden, stehen folgende Grundtypen zur Verfügung:

Screenshots zur Eingabe von Standardquerschnitten- und Profilen:
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Eingabe-Kreisbogen-Aussteifungskern Screenshot - Eingabe von Kreisen / Kreisbögen
Eingabe-rechteck-Aussteifungskern Screenshot - Eingabe von Rechtecken

Material-1-duennwandige-QuerschnitteDas Material:

  • S235
  • S355
  • freies Material mit Angabe der Festigkeiten etc. durch den Nutzer.

Bleche, Blechdicken:

Die Lage der Bleche wird über die Koordinaten festgelegt. Jedes Blech erhält einen Anfangs- und einen Endknoten. Jedem Blech kann eine eigene Blechdicke zugeteilt werden.
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Button-Bleche-eingeben

Screenshot

Eingabe von Blech-dicken und Materialdaten

Die Belastung

Die Belastung kann optional eingegeben werden. In diesem Fall wird in der Ausgabe ein Spannungsnachweis (Vergleichsspannungen) geführt.
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Button-Belastung-eingeben

Screenshot

Eingabe von Blech-dicken und Materialdaten

Die Ausgabe:

Bevor die Ergebnisse gedruckt werden, können zahlreiche Grafiken zur Kontrolle herangezogen werden. Im Einzelnen sind das:

duennwandige Standardprofile-B1 Querschnitt mit Schwerpunkt und Schubmittelpunkt
duennwandige Standardprofile-B1 Einheitswölbung Omega
duennwandige Standardprofile-B1
Einheits- Schubfluss Tau,d aus Vz,d = 1,00 [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1 Einheits- Schubfluss Tau,d aus Vy,d = 1,00 [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1 Einheits- Schubfluss Tau,xs,d aus Mx,sd = 1,00 [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1 Normalspannung Sigma,d aus N,d [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1 Normalspannung Sigma,d aus My,d [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1 Normalspannung Sigma,d aus Mz,d [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1 Normalspannung Sigma,d aus Mw,d (Wölbbimoment) [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1 Summe Normalspannungen Sigma,d [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1 Vergleichsspannungen Sigma,V,d [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1 Schubspannungen Tau,d aus Vz,d [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1 Schubspannungen Tau,d aus Vy,d [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1 Schubspannungen Tau,d aus Mx,pd (prim. Torsion, lin. Verlauf über t) [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1
Schubspannungen Tau,d aus Mx,pd (prim. Torsion, konst. Verlauf über t) [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1 Schubspannungen Tau,d aus Mx,sd (sekundäre Torsion) [kN/cm²]
duennwandige Standardprofile-B1 Summe Schubspannungen Tau,d [kN/cm²]

Die Grafiken werden an dieser Stelle nicht gezeigt. Im ersten Beispielausdruck (Komplett mit Grafiken, groß) können Sie diese jedoch einsehen.

Material, Wandeingabe

ystemeingabe:

Bei Wahl eines Rechteckquerschnittes können Sie die Bemessung von Balken oder Platten wählen. Bei den Rechteck- und den Plattenbalken kann eine Verbundfuge definiert werden. Die Fugenausbildung kann sehr glatt, glatt, rauh oder verzahnt sein. Weitere Eingabemöglichkeiten siehe Eingabegrafik:

Systemeingabe-1-Stahlbetonbemessung

Eingabe der Lasten:

Die Lasten können als "außergewöhnliche Einwirkungen" deklariert werden. Druckkräfte sind als negativer- Zugkräfte als positiver Zahlenwert einzugeben. Je nach Querschnittswahl sind unterschiedliche Belastungen möglich:

Rechteckquerschnitt

Lastgrafik-StahlbetonbemessungLängskraft Vd
Moment Md
für Querkraftbemessung Vd
für Torsionsbemessung Mtd
für Bemessung der verbundfuge Vd


Plattenbalken

Moment Md
für Querkraftbemessung Vd
für Bemessung der verbundfuge Vd


Kreisquerschnitt

Längskraft Vd,
Moment Md
für Querkraftbemessung Vd

Die Material-/ Bewehrungswahl mit Bemessung:


Es können folgende Betone berücksichtigt werden:

Normalbeton:
C12/15 ; C16/20 ; C20/25 ; C25/30 ; C30/37 ; C35/45 ; C40/50 ; C45/55 ; C50/60

 Lasten werden feldweise, getrennt nach ständigen und veränderlichen Lasten eingegeben. Das Programm unterscheidet weiter die Eingabe der X- und Y-Richtung Folgende Lastarten können eingegeben werden:

Holztraeger-Lastarten

Folgende Lastfälle werden erfasst:

  • Eigengewicht
  • Schneelast
  • Windlast
  • Nutzlasten Q

Die Lastfallüberlagerung erfolgt EC3 (Vereinfachung ohne Berücksichtigung der Psi,2-Werte).

  • Schubspannungen t(td = Vd / Aq,    Aq = Schubfläche)
  • Biegespannungen sV

Die Nachweis der Vergleichsspannung sV ist nur erforderlich, wenn gilt:  sd / sRd > 0,5 und td / tRd > 0,5

Profil-2--StahltraegerZur Berücksichtigung von örtlich zulässigen Plastizierungen darf die zulässige Vergleichsspannung sRd um 10% erhöht werden. Dies kann im Programm wahlweise berücksichtigt werden.

Bei Winkel – Profilen sollen nach EC3 die Längsspannungen um 30% erhöht werden. Dies ist ebenfalls als Option im Programm wählbar.

Bei Doppel T – Profilen dürfen zur Berücksichtigung von Teilplastizierungen die Längsspannungen um den Faktor a*,pl,y bzw. a*,pl,z abgemindert werden. Diese Option ist im Programm wählbar.

Hinweis:
Profil-3--StahltraegerEine Untersuchung, ob der Steganteil ausgeprägt ist, d.h. ob AGurt / ASteg <= 0,6 ist, wird vom Programm nicht geprüft. Die Ermittlung von t = Vd / Aq ( Aq = ASteg) liegt i.A. jedoch auf der sicheren Seite und wird daher auch allgemein anerkannt. Im Zweifelsfalle sollte die Schubspannung jedoch noch separat ermittelt und geprüft werden. Bei den Standardprofilen ist dies jedoch nicht notwendig.

Nachweis elastisch – plastisch:

Profil-4--StahltraegerBeim Nachweis elastisch – plastisch werden beim Nachweis die elastisch ermittelten Schnittgrößen Md und Vd den plastischen Tragfähigkeiten M,pl bzw. V,pl gegenüber gestellt. Im Allgemeinen ergeben sich dadurch günstigere Bemessungsergebnisse, d.h. kleinere Profile. Beim Nachweis e-p wird eine Interaktion für die Schnittgrößen M und V geführt.

Der Nachweis e-p ist mit dem Programm für folgende Profile möglich:

    • Doppel T – Träger
    • Rechteckrohre
    • Quadratrohre
    • Rohre
    • eigene Profile mit Doppel T – Querschnitt

Profil-5--StahltraegerNachweis grenz(b/t):

Für Profile mit Doppel T – Querschnitt bzw. Quadrat- und Rechteckrohre wird ein Nachweis grenz(b/t) nach EC3 geführt. Wenn der Nachweis grenz(b/t) >= vorh(b/t) erfüllt ist, dann braucht der Nachweis von ausreichender Beulsicherheit nach EC3 nicht mehr geführt werden.

Nachweis Biegedrillknicken (BDK):

Profil-6--StahltraegerMit dem Programm können für Doppel T – Querschnitte für die Felder und Kragarme die Nachweise für Biegedrillknicken geführt werden. Für Quadrat- und Rechteckrohre sowie Rohre ist dieser Nachweis nicht zu führen. Für Doppel T – Profile, die um 90° gedreht sind, kann der Nachweis ebenfalls entfallen. Für die anderen Profilarten (U, L...) wird kein Nachweis geführt. Eventuell muss hier noch separat ein Nachweis geführt werden.

Bemessung-1--StahltraegerDas Programm prüft über die Bedingung zul.c >= vorh.c, ob für die angegebene Kipplänge c ein Nachweis für BDK erforderlich ist (c = Abstand der Halterungen des Druckgurtes). Wenn dieser Nachweis geführt werden muss, erfolgt die Berechnung nach EC3 mit Mki,y,d und der Bedingung My,d / (kM*Mpl,y,d) <= 1. Es können gewalzte bzw. geschweißte Profile (n = 2,5 bzw. n = 2,0) erfasst werden. Für Trägerhöhen h <= 600 mm kann Mki,y,d wahlweise mit der vereinfachten Formel berechnet werden. Dies führt zu höheren Ausnutzungen (= sichere Seite). Die genaue Formel führt ggfs. zu kleineren Profilen.

Profil-7--StahltraegerFür die Berechnung von Mki,y,d ist der Lastangriff zp wichtig. Das Programm setzt dabei ungünstig den Lastangriff am Obergurt an.

Ebenfalls für die Berechnung von  Mki,y,d benötigt man den Momentenbeiwertz. Dieser Wert muss vom Nutzer vorgegeben werden. Üblich sind folgende Werte:

  •       z = 1,12 (parabelförmige M – Linie)
  •       z = 1,35 (dreiecksförmige M – Linie)

Wände, Wandstärken:

Die Lage der Betonwände wird über die Koordinaten festgelegt. Jede Wand erhält einen Anfangs- und einen Endknoten. Jeder Wand kann eine eigene Wanddicke zugeteilt werden.
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Eingabe-Wanddicken-Aussteifungskern

Screenshot

Eingabe von Wanddicken und Materialdaten

Lasteingabe

Die Lasteingabe

Die Eingabe der Lasten erfolgt als Designlasten. Es können bis zu 50 Lastfälle definiert werden, aus denen die maximalen Spannungen ermittelt werden.
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Button-Belastung-eingeben

Screenshot

Eingabe der Belastung

Lastgrafik-Aussteifungskern

Lastarten:

Folgende Lastarten können definiert werden:

Ausgabe

Die grafische Kontrolle:

Die Ausgabe kann zunächst über verschiedene Garfiken überprüft werden. Es werden alle Normal- und Schubspannungen grafisch dargestellt:

Ausgabe-1-Aussteifungskern

Die Ausgabe:

In der Druckausgabe werden die aus den Lastfällen ermittelten Maximalspannungen übersichtlich in einer Tabelle gelistet. Weiterhin werden die Querschnittswerte aufgezeigt:

Querschnittswerte-1-Aussteifungskern