QuerschnittQuerschnitt

Zur Berechnung eines statischen Systems müssen jedem einzelnen Stab Querschnittswerte zugewiesen werden. Diese Werte, wie z.B. die Fläche A, das Trägheitsmoment Iy, etc. sind zwingend erforderlich für die Berechnung der Schrittgrößen und Verformungen. Für die Durchführung der Bemessung ist die Festlegung weiterer Profildaten notwendig.

Alle erforderlichen Werte werden durch die Auswahl des gewünschten Querschnitts gesetzt. Die Werte für alle Standardquerschnitte sind in einer Datenbank hinterlegt. Die Datenbank können Sie mit diesem Dialog erweitern. Die neu definierten Querschnitte stehen für jedes weitere Projekt, dass Sie auf diesem Rechner bearbeiten, zur Verfügung.
EigenschaftenDetailsBetonprofile

Name

Ein eindeutiger Bezeichner für dieses Objekt. Dabei handelt es sich um den Namen, unter dem das Objekt identifiziert wird. Objekte von unterschiedlichem Typ dürfen identische Namen haben.

Baustoff

Auf der linken Seite des Dialoges sind die Profile derjenigen (Baustoffe) Normen aufgeführt, für die eine Berechnung durchgeführt werden kann. Erscheint ein von Ihnen gewünschter Profiltyp nicht in dieser Liste, so können Sie mit Hilfe des Normauswahldialoges weitere (Baustoffe) Normen zu Ihrem Dokument hinzufügen.

Die Profiltypen sind nach Baustoffen sortiert und mit einem entsprechenden grafischen Symbol markiert. Folgende Baustofftypen sind vorgesehen:
  • BetonBeton
  • StahlStahl
  • HolzHolz
  • Keine NormOhne Baustoffangabe
Die Bemessung wird entsprechend des gewählten Baustoffs (Norm) durchgeführt.

Der Regelfall wird sein, dass für das Bauteil ein der Realität entsprechender Baustofftyp gewählt wird. Für den Fall, dass dies nicht gewünscht ist, kann hier auch Ohne Baustoffangabeausgewählt werden. In diesem Fall ist dann lediglich die Eingabe der Querschnittswerte A, Iy, etc. erforderlich. Für Stäbe, die dieses "Profil" verwenden, kann keine Bemessung durchgeführt werden.

Unterhalb der Baustoffe werden die zum Baustoff passenden Profiltypen angezeigt. Wenn Sie einen solchen Typen auswählen, so werden alle dazu passenden und bereits definierten Profile in der Tabelle rechts im Fenster angezeigt.

Profileigenschaften

Auf der rechten Seite des Dialoges werden die unterschiedlichen Profile des links ausgewählten Profiltyps tabellarisch aufgeführt. Die Eigenschaften der unterschiedlichen Profile sind natürlich grundverschieden. Aus diesem Grunde variiert das Aussehen der Tabelle auf der rechten Seite bei jedem Profiltyp.

Aus dieser Tabelle wählen Sie das gewünschte Profil mit den Cursortasten oder der Maus aus. Das gerade ausgewählte Profil wird dunkelblau eingefärbt. Soll ein spezielles Profil verwenden werden, das nicht standardmäßig in der Liste vorkommt, kann dieses einfach am Ende der Tabelle manuell mit seinen Kennwerten eingetragen werden. Dieses "selbstdefinierte" Profil steht dann in allen weiteren Dokumenten, die auf diesem Rechner bearbeitet werden, zur Verfügung.

Es werden drei Typen von Profilen unterschieden:
  • Standardprofile sind Profile, die nicht von Ihnen verändert werden können. Sie sind mit einem Konstant gekennzeichnet.
  • Sonderprofile sind Profile, die von Ihnen angelegt worden sind, und auch beliebig verändert werden können. Die Sonderprofile werden sowohl in der Eingabedatei als auch in der Datei profiles.user.mdb projektübergreifend abgespeichert.
  • Beliebige Betonprofile bzw. Schweissprofile. Diese liegen in Form von Dokumenten vor und werden bei benutzung in das aktuelle Dokument eingebunden.
Die Eingaben für ein Profil müssen vollständig und korrekt sein. Im Fall von unzulässigen Eingaben erscheint eine entsprechender Hinweis.

Beliebige Betonprofile bzw. Schweissprofile

Zusätzlich zu den parametrisierten Profilen aus den Tabellen ist es Ihnen möglich Betonprofile und Schweissprofile relativ frei zu entwerfen. Dazu dienen die Editoren für Betonprofile und Stahlprofile.

Mit diesen Editoren werden Dokumente erzeugt, die u.a. im Faltwerk und Räumlichen Rahmen als Querschnitt ausgewählt werden können. Dazu wählt man zunächst im Baum links in den Stahlbeton-Normen den Eintrag "Beliebig", bzw. bei Stahl-Normen den Eintrag "beliebiges Schweissprofil" und wählt dann rechts in der Liste der verfügbaren Dokumente das passende aus.

Es sind einerseits alle Profil-Dokumente verfügbar, die sich im Ordner des aktuellen Projekts oder darunter befinden. Das ist praktisch für spezielle Profile, die man nur im Rahmen eines Projekts verwendet. Für den Fall, dass Sie bestimmte Profil-Dokumente unabhängig vom Projekt immer wieder verwenden wollen, kopieren Sie diese in den Ordner Profile\Beton bzw. Profile\Stahl im Vorlagen-Ordner der Baustatik-Software. Der befindet sich entweder unter Dokumente\Baustatik\Vorlagen oder in dem Ordner der über Optionen - Einstellungen - Allgemeines - Pfade - Vorlagen-Pfad eingestellt wurde.

Anmerkung: Im Ebenen Rahmen oder Ebenen Trägerrost können wegen der berücksichtigten Freiheitsgrade keine beliebigen Profile verwendet werden, man muss diese ggf. als Faltwerk speichern.

Die Querschnittsdaten werden in das Ziel-Dokument kopiert, um keine Abhängigkeiten zu erzeugen. Das heißt aber auch, dass Änderungen an der Profil-Datei sich nicht automatisch auf alle Dokumente auswirken, welche das ursprüngliche Profil verwenden.

Profildarstellung

Unterhalb der Profileigenschaften wird das Profil grafisch dargestellt. Die Blickrichtung ist hier vom Stabanfang zum Stabende. Dies erkennt man daran, dass die Y-Achse nach rechts zeigt.
StabansichtStabansicht
Zur Bemessung wird jeder Stahlquerschnitt in ein Gerüst aus Knoten und Blechen aufgeteilt. Die Querschnittsdetails für die einzelnen Knoten werden auf diesem Reiter des Dialogs angezeigt.
Neben der reinen Definition der Querschnittsgeometrie sind bei den Betonprofilen zusätzliche Eingaben erforderlich, die sowohl Einfluss auf die Schnittgrössenermittlung als auch Auswirkungen auf die Bemessung besitzen. Dies sind die Abminderungsfaktoren FIx und FIyz.

Das Programm berechnet zunächst die Querschnittswerte A, Ix, Iy,... aus den angegebenen Profilabmessungen. Deren Benutzung führt jedoch zu zwei Problemen:
  • Das berechnete Torsionsträgheitsmoment Ix soll im Regelfall nicht angesetzt werden, da es im Stahlbetonbau nicht üblich ist, planmässige Torsion im Tragwerk aufzunehmen.
    Die Risiken, die dadurch entstehen (Abfall der real vorhandenen Torsionssteifigkeit durch Aufreissen des Querschnittes, ...), sind normalerweise schwer abzuschätzen.
    Aus diesem Grund kann hier der Faktor FIx angegeben werden, um den die Torsionssteifigkeit des Querschnitts abgemindert wird. Je geringer dieser Faktor, um so weniger Torsionssteifigkeit besitzt der Querschnitt und um so weniger Torsionsmomente werden von ihm angezogen.

    .
  • Die berechneten Trägheitsmomente Iy und Iz sind nur korrekt, solange sich der Querschnitt im Zustand I befindet (ungerissener Zustand).
    Sobald der Querschnitt aufreisst (Zustand II, gerissener Zustand), verringern sich die Grössen der Trägheitsmomente drastisch. Dies bewirkt eine Umlagerung der Schnittgrössen im Tragwerk. Dieser Einfluss aus Zustand II lässt sich über den Faktor FIyz steuern.
    Je kleiner dieser Wert ist, um so geringer sind die angesetzten Trägheitsmomente, und um so kleiner werden die Schnittgrössen, die dieser Querschnitt anzieht.
    Die Bemessung selber wird mit den eingegebenen Abmessungen durchgeführt.

    .
Im Betonkalender Teil I, Abschnitt L II werden Formeln zur Ermittlung dieses Faktors angegeben:
  • Biegung mit Achsdruck ( annähernd symmetrische Bewehrung, Druckglied)
    • unter Bruchlast f = 0.2 + 15 *(mue0 + mue0’)
    • Gebrauchszustand f = 0.6 + 15 *(mue0 + mue0’)
  • Biegung mit Achszug (einseitige Bewehrung, Biegeglied)
    • f = 0.3 + 10 * mue0
    • unter Bruchlast f = 0.2 + 10 * mue0
    • Gebrauchszustand f = 0.6 + 10 * mue0
  • Biegung mit Achszug ( annähernd symmetrische Bewehrung)
    • f = 15 * (mue0 + mue0’)
Diese Formeln sind natürlich nur als Näherungswerte anzusehen. Falls sich die Bewehrung entlang eines Stabes stark verändert, so sind diese Stäbe unter Umständen in mehrere kleinere Segmente einzuteilen, um die korrekten Werte für die jeweiligen Bereiche zu erfassen. Für weitere Informationen siehe: Betonkalender 1983, Teil I, L II, Absatz 5.9.

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