Begriffe

Ein Lastfall ist ein Zusammenschluss von Einwirkungen, die gleichzeitig auftreten. Dies ist die kleinste Einheit, die später bei der Überlagerung berücksichtigt wird.

Jedem Lastfall ist eine Einwirkungsart zugeordnet. Sie definiert die Art der Lasten, die zu ihm gehören. Einwirkungsarten sind z.B.:

• ständige Last
• Nutzlast
• Windlast
• außergewöhnliche Lasten

Die Einwirkungsart legt die Art und Weise fest, wie der Lastfall in einer Überlagerungsregel berücksichtigt wird. Weiterhin legt die Einwirkungsart die zu berücksichtigenden Sicherheitsbeiwerte und Kombinationsbeiwerte fest.

Die Einwirkungsart eines Lastfalles kann separat für jede zu berechnende Norm festgelegt werden. Im Normalfall wird ein Lastfall allerdings für alle Normen mit einer ähnlichen Einwirkungsart versehen.

Diese beiden Berechnungsarten unterscheiden sich grundsätzlich.

Eine lineare Berechnung liegt vor, wenn ein linearer Zusammenhang zwischen der Belastung und den Ergebnissen vorliegt. Dies bedeutet: Vergrößert sich die Belastung um einen bestimmten Faktor, so verändern sich die Ergebnisse um denselben Faktor. Aus diesem Grund können bei einer linearen Berechnung die Ergebnisse aus verschiedenen Lastfällen mit Faktoren versehen und / oder aufaddiert werden. Dies ist ungemein praktisch. Um die maximalen Beanspruchungen aus einer Lastfallüberlagerung zu erhalten, genügt es, die einzelnen beteiligten Lastfälle zu berechnen. Die Ergebnisse dieser Einzellastfallergebnisse können danach an jeder Stelle so miteinander kombiniert werden, dass sich an jeder Stelle des Systems das maximale Ergebnis ergibt. Welche Lastfälle an einer speziellen Stelle im System zur Maximalwertberechnung berücksichtigt werden müssen, wird erst bei der Berechnung dieses Maximums vom Programm entschieden.

Eine nichtlineare Berechnung liegt vor, wenn kein linearer Zusammenhang zwischen der Belastung und den Ergebnissen vorliegt. Anders als bei der linearen Berechnung wachsen hier die Ergebnisse nicht im gleichen Maße wie die Belastung an. Ein entsprechendes Verhalten liegt z.B. bei Berechnungen nach Th.II. Ordnung vor. Hier steigen die Ergebnisse überproportional zu der Belastung bis zum Erreichen des Bruchs an.

Ein anderes Beispiel sind Systeme mit Zugstäben und/oder Druckstäben. Hier fallen einzelne Stäbe in Abhängigkeit von der Größe der Belastung aus. Somit besteht auch hier kein linearer Zusammenhang zwischen der Belastung und den Ergebnissen. Eine nichtlineare Berechnung muss durchgeführt werden, wenn eine der folgenden Umstände vorliegt:

• Berechnung nach Th.II.Ordnung
• Systeme mit Zugstäben und/oder Druckstäben
• System mit Auflagern, die nur Zug oder nur Druck aufnehmen können
• System mit elastischer Bettung, die nur Zug und oder Druck aufnehmen kann

Bei all diesen Systemen können keine Einzellastfälle berechnet werden. Die Berechnung muss mit Lastfallgruppen durchgeführt werden, die immer als Volllast betrachtet werden. Diese Lastfallgruppen kann man als Lastkollektiv bezeichnen.

Die Lastfallgruppen müssen Sie, genauso wie die Einzellastfälle, vor der Durchführung der Berechnung festlegen. Sie als Anwender sind dafür verantwortlich, die maßgeblichen Lastfälle mit entsprechenden Teilsicherheitsbeiwerten und Kombinationsbeiwerten in einzelne Lastfallgruppen aufzunehmen.
Sie können diese Lastfallgruppen von Hand eingeben oder durch den Generator erzeugen lassen.

Zur Definition der nichtlinearen Lastfallgruppen ist es oft hilfreich, zunächst die Ergebnisse linear zu berechnen. So kann man den Einfluss der einzelnen Lastfälle erkennen. Anhand dieser linearen Ergebnisse kann dann festgelegt werden, welche der extrem vielen nichtlinearen Gruppen überhaupt zu berechnen sind.
Aus diesem Grund bietet das Programm die Möglichkeit, auch dann eine lineare Berechnung durchzuführen, wenn obige Elemente enthalten sind.
In diesem Fall werden alle nichtlinearen Elemente nicht berücksichtigt. Im einzelnen wird folgendermaßen verfahren:

• Zug- und Druckstäbe werden wie Fachwerkstäbe behandelt.
• Ein vorgegebener Ausschluss von Lagern wird nicht berücksichtigt.
• Ein vorgegebener Ausschluss von Bettungen wird nicht berücksichtigt.

In Fällen, in denen eine nichtlineare Berechnung durchgeführt werden muss, müssen Sie zusätzlich zu den Lastfällen Nichtlineare Lastfallgruppen definieren. Eine nichtlineare Lastfallgruppe enthält die gleichzeitig zu berechnenden Einzellastfälle mit allen erforderlichen Beiwerten. Diese Beiwerte müssen Sie von Hand eingeben.

Um extreme Beanspruchungen zu ermitteln, müssen mehrere Lastfälle miteinander überlagert bzw. kombiniert werden. Dabei legt die Einwirkungsart des Lastfalles die Art und Weise fest, wie dieser berücksichtigt wird.

Die lineare Überlagerungsregeln sind normunabhängig. Sie beschreiben lediglich die realen physikalischen Zusammenhänge. Diese Zusammenhänge sind z.B.:

• eine ständige Last wirkt immer
• eine Nutzlast wirkt nur manchmal
• Wind von links und Wind von rechts schließen sich aus
• Schnee wirkt über den ganzen Träger
• Verschiedene Lasten werden als eine Einheit betrachtet

Eine lineare Überlagerungsregel kann Einzellastfälle oder andere, zuvor definierte linearen Überlagerungsregeln enthalten.

Eine Lastfallkombination fügt zu den realen physikalischen Zusammenhängen einer Überlagerungsregel die normspezifischen Besonderheiten und Anforderungen hinzu. Dies sind z.B.:

• Bemessungssituationen (Grundkombination, außergewöhnliche Situation, häufige Situation, etc.)
• Kombinationsbeiwerte
• Sicherheitsbeiwerte

Während eine lineare Einhüllende Einzellastfälle enthält, die entsprechend miteinander kombiniert werden, enthält eine nichtlineare Einhüllende einzelne nichtlineare Lastfallgruppen. Alle in einer "nichtlinearen Einhüllende" enthaltenen "nichtlinearen Lastfallgruppen" schließen sich gegenseitig aus. An jeder Stelle des Systems wird das Maximum aus allen enthaltenen "nichtlinearen Lastfallgruppen" berechnet. Das Ergebnis ist auch hier eine Einhüllende.
Sie können diese Lastfallgruppen von Hand eingeben, oder durch den Generator erzeugen lassen.

Neben der Wahl des Querschnitts und des Materials müssen Sie zur Durchführung der Bemessung einige weitere normspezifische Vorgaben treffen. Diese Vorgaben sind in den Bemessungsparametern, die jedem zu bemessenden Element (Stab, Faltwerkselement, etc.) zugewiesen werden können, zusammengefasst.

Neben der reinen Schnittgrößenberechnung wird im Regelfall auch eine Bemessung durchgeführt. Sie geben durch die Definition einer Bemessungsgruppe vor, für welche Schnittgrößenverläufe die Bemessung durchgeführt werden soll. Die Bemessung wird für alle definierten Bemessungsgruppen durchgeführt. Jede einzelne Bemessungsgruppe kann folgende Schnittgrößenverläufe enthalten:

• Einzellastfälle
• Lineare Überlagerungsregeln
• Nichtlineare Lastfallgruppen
• Nichtlineare Einhüllende

Die Bemessung wird, an jeder Stelle des Systems, für jedes in der Bemessungsgruppe enthaltene Elemente(Lastfall, Lastfallgruppe, etc.) getrennt durchgeführt. Als Ergebnis wird das Maximum aus all diesen Bemessungen mit der Angabe des entsprechenden Elements (Lastfall, Lastfallgruppe, etc.) geliefert.

Für jedes Element in der Bemessungsgruppe (Lastfall, Lastfallgruppe, etc.) wird die normabhängig Bemessungssituation festgelegt. So kann eine Bemessungsgruppe z.B. eine Überlagerungsregel einmal für die "Grundkombination" und einmal für die "Außergewöhnliche Kombination" enthalten. Die Bemessungsgruppe ist ein Container für die Schnittgrößen, mit denen die Bemessung durchgeführt wird. Eine Bemessungsgruppe liefert immer nur ein Ergebnis, unabhängig davon, wie viel Einträge (Lastfälle bzw. Überlagerungsbedingungen) sie enthält.