EinzellagerEinzellager

Die Belastung eines statisches System wird über Lagerungen an den Baugrund oder darunterliegenden andere Konstruktionen weitergegeben. Diese Lagerungen kann auf verschiedene Arten gegeben sein:
  • Punktförmige Lager (Stützen, Einzelfundamten)
  • Linienförmige Lager (Wände, Streifenfundamente)
  • Flächenförmige Lager (Flächengründungen)
Punktförmige und Linienförmige Lager können natürlich in der Realität nie auftreten. Lagerungen haben immer Abmessungen. Bei einer statischen Berechnung wird aber das gesamte System als Achsenmodell abgebildet. In der Baupraxis ist eine solcher Definition in der Regel genau genug. Sollte dies z.B. bei der FEM Berechnung einer Platte in Ausnahmefällen nicht der Fall sein, können Sie anstelle der Einzel- und Streckenlager Flächenlager mit endlichen Abmessungen benutzen.
Auf diesem Dialog werden die punktförmigen Lagerungen (Einzellager) definiert.
EigenschaftenAusfallVerdrehungParameter für Federberechnung

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.
Ein Lager behindert die Verschiebung und/oder Verdrehung in Abhängigkeit von seiner Federsteifigkeit. Bei einem räumlichen System existieren folgende 6 Freiheitsgrade.
  • Verschiebung in X-Richtung
  • Verschiebung in Y-Richtung
  • Verschiebung in Z-Richtung
  • Verdrehung um die X-Achse
  • Verdrehung um die Y-Achse
  • Verdrehung um die Z-Achse
Diese werden unabhängig voneinander definiert. Wenn Sie nichts weiter einstellen, wird der Freiheitsgrad in der jeweiligen globalen Richtung behindert. Auf dem nächsten Reiter haben Sie die Möglichkeit, das Lager in eine andere räumliche Lage zu drehen.

Festes LagerFestes Lager

Die Steifigkeiten in den Verschiebungsrichtungen werden durch die Federsteifigkeit definiert. Diese gibt an, bei welcher Kraft sich das Lager um einen bestimmten Weg bewegt.
Die Steifigkeiten in den Verdrehungsrichtungen werden durch die Drehfedersteifigkeit definiert. Diese gibt an, bei welchem Moment sich das Lager um einen bestimmten Winkel verdreht.

Wenn Sie diesen Schalter betätigen, werden alle Steifigkeiten auf den Wert 100.000.000 [kN/m] gesetzt. Dies entspricht dem Wert 1,0*10^8 [kN/m] bzw. 1,0*1E8 [kN/m] in exponentieller Schreibweise. Auf dieses Lager muss genau diese Kraft wirken, um es 1.0 m einzudrücken. Die so festgelegten Werte können Sie danach beliebig verändern.

Gelenkiges LagerGelenkiges Lager

Wenn Sie diesen Schalter betätigen werden alle Wegfedern auf den Wert 1,0*1E8 [kN/m] gesetzt und alle Drehfedern auf Null. Das Lager behindert dann Verschiebungen und lässt Verdrehungen zu. Die so festgelegten Werte können Sie danach beliebig verändern.

Wegfedern und Drehfedern

Geben Sie hier die Werte für die Wegfedern und die Drehfedern in der angegebenen Achse an.

Wegfeder Z berechnenWegfeder Z berechnen

Drehfeder X berechnenDrehfeder X berechnen

Drehfeder Y berechnenDrehfeder Y berechnen

Im Normalfall werden Sie die Federsteifigkeit von Hand eingeben. In vielen Fällen von senkrechten Stützungen ist es hilfreich, sich die Federsteifigkeiten aus der Angabe der vorhandenen Stützenabmessungen berechnen zu lassen. Markieren Sie hierzu die Wegfeder (oder zusätzlich auf die Drehfedern), die aus den Stützenabmessungen übernommen werden sollen. Die Stützenabmessungen werden auf dem dritten Reiter dieses Dialoges definiert.
Anhand des Lagersymbols kann man erkennen wie ein Knoten gelagert ist. Abhängig von der Blickrichtung gibt es mehrere äquivalente Symbole.
Festes Lager
Gelenkiges Lager

freielastisch
horizontale Wegfeder
vertikale Wegfeder
Wegfeder in Blickrichtung
horizontale Drehfeder
vertikale Drehfeder
Drehfeder um die Blickrichtung

Kommentar

Kommentar zu dieser Lagerungsdefinition.

Ausschluss von Wegfedern und Drehfedern

Die Gründung eines Bauwerkes kann im Regelfall nur Druck aufnehmen. An Stellen, an denen das Fundament abhebt, wird es in seiner Bewegung durch die Gründung nicht behindert. Die Lagerkraft wirkt somit nur in einer Richtung (Entgegen der Gründung). In diesem Fall müssten Sie die Lagersteifigkeit ausschließen.

Die Steifigkeiten sind in Richtung des lokalen Koordinatensystems des Lagers definiert. Folgende Ausschlussmöglichkeiten können gewählt werden:
  • ohne Ausschluss
  • Ausschluss bei Bewegung in positiver Richtung des lokalen Koordinatensystems
  • Ausschluss bei Bewegung in negativer Richtung des lokalen Koordinatensystems
Bei einem Lager mit Ausschlussberechnung, kann keine Stützensenkung definiert werden.

Der Ausschluss wird nur bei einer nichtlinearen Berechnung berücksichtigt. Wird die Berechnung linear durchgeführt, hat ein hier angegebener Ausschluss keine Auswirkung auf die Berechnung. Nähere Erläuterungen hierzu finden Sie in der Kurzübersicht des Bemessungskonzeptes.

Kompletter Bettungsausfall bei Ausfall einer BettungskomponenteKompletter Bettungsausfall bei Ausfall einer Bettungskomponente

Für jedes Lager können 6 voneinander unabhängige Lagersteifigkeiten angegeben werden. Es ist denkbar, dass die Lagersteifigkeit in einer Richtung ausfällt, in den anderen Richtungen aber noch wirksam sein. Wenn Sie diesen Schalter betätigen, fallen die Lagersteifigkeiten in den anderen Richtungen automatisch mit aus, sobald nur eine einzige ausfällt.

Verdrehung

Die lokalen Achsen des Lagers sind normalerweise identisch mit den Achsen des globalen Koordinatensystems. In einigen Fällen müssen die Lagersteifigkeiten in andere Richtungen zeigen. Die Lagerverdrehung wird auf diesem Reiter definiert.

Die Definition dieser Lagerverdrehung ist etwas kompliziert. Eine große Hilfe ist hier die direkte grafische Darstellung auf dem Dialog.

Zur Definition der Lage stehen folgenden Möglichkeiten zur Verfügung:

1 Vektor

In diesen 3 Feldern können sie eine Koordinate angeben. Die neue lokale X-Achse des Lagers zeigt vom Ursprung des Lagers hin zu diesen Koordinaten. Standardmäßig liegt dieser Vektor parallel zur globalen X-Achse. Dieser Vektor kann zusätzlich um seine Achse verdreht sein. Eine positive Drehrichtung ist hierbei von Y nach Z.

AuswählenAuswählen

Klicken Sie auf diesen Button, um die Position der neuen Koordinaten mit der Maus festzulegen. Nachdem Sie auf den Button geklickt haben, verschwindet der Eigenschaftsdialog, und Sie haben freie Sicht auf das Arbeitsfenster. Bewegen Sie dann die Maus in der Graphik. Knoten, die Sie anklicken können, werden dabei markiert, wenn sich der Mauscursor in der Nähe eines solchen Knoten befindet. Wenn sich mehrere anklickbare Knoten in der Nähe des Mauscursors befindet, so wird der am nächsten gelegene dieser Knoten gesondert farblich markiert.

Um einen Punkt auszuwählen, klicken Sie einmal mit der linken Maustaste. Daraufhin erscheint der Eigenschafts-Dialog wieder und die Koordinaten des am nächsten beim Mauscursor gelegenen Knoten wird in die Textfelder eingetragen. Wenn Sie die Knotenauswahl abbrechen möchten, ohne einen Punkt auszuwählen, klicken Sie statt dessen einmal mit der rechten Maustaste.

3 Winkel

In diesen Feldern können sie 3 Winkel um die X, Y und Z Achse angeben, um die das lokale Koordinatensystem gegenüber dem globalen Koordinatensystem verdreht werden soll. Zusätzlich können Sie die Reihenfolge der Rotationen festlegen. Positive Winkel sind hier:
um die X-AchseDrehung von Y nach Z
um die Y-AchseDrehung von Z nach X
um die Z-AchseDrehung von X nach Y

3 Vektoren

In diesen Feldern können sie die Endpunkte dreier Vektoren angeben, in die die jeweils neue Achse des lokalen Koordinatensystems zeigen soll.

AuswählenAuswählen

Klicken Sie auf diesen Button, um die Position der neuen Koordinaten mit der Maus festzulegen. Nachdem Sie auf den Button geklickt haben, verschwindet der Eigenschaftsdialog, und Sie haben freie Sicht auf das Arbeitsfenster. Bewegen Sie dann die Maus in der Graphik. Knoten, die Sie anklicken können, werden dabei markiert, wenn sich der Mauscursor in der Nähe eines solchen Knoten befindet. Wenn sich mehrere anklickbare Knoten in der Nähe des Mauscursors befindet, so wird der am nächsten gelegene dieser Knoten gesondert farblich markiert.

Um einen Punkt auszuwählen, klicken Sie einmal mit der linken Maustaste. Daraufhin erscheint der Eigenschafts-Dialog wieder und die Koordinaten des am nächsten beim Mauscursor gelegenen Knoten wird in die Textfelder eingetragen. Wenn Sie die Knotenauswahl abbrechen möchten, ohne einen Punkt auszuwählen, klicken Sie statt dessen einmal mit der rechten Maustaste.
Neben der Definition der Lagersteifigkeiten durch eine direkte Eingabe, können Sie das Lager auch durch die Eingabe der angeschlossenen Stützengeometrie festlegen. Diese Möglichkeit existiert zur Zeit für senkrechte Stützungen.

Aus den eingegebenen Stützenabmessungen berechnet das Programm die Wegfedersteifigkeit in Z-Richtung und die beiden Verdrehungssteifigkeiten um die X-Achse und um die Y-Achse. Welche dieser Werte übernommen werden sollen, müssen Sie auf dem ersten Reiter des Dialoges festlegen.
Zur Berechnung können eine Stützengeometrie oberhalb und eine unterhalb des zu untersuchenden Punktes definieren. Neben der Stützengeometrie können Sie die Lagerungsbedingungen am jeweils abliegenden Ende der Stütze angeben. Diese beeinflussen maßgeblich die Drehfedersteifigkeiten.

Höhe oberhalb

In den Feldern auf der linken Seite des Dialoges definieren Sie die Stütze oberhalb des zu untersuchenden Punktes.
Höhe der Stütze oberhalb des Lagers.

RundstützeAbmessungen

Bei einer Rundstütze können Sie den Radius angeben. Bei einer Rechteckstütze können Sie die Breite in X und in Y Richtung angeben.

E-Modul

E-Modul der Stütze oberhalb des Lagers. Wahlweise können Sie den E-Modul einfach über die Materialauswahl festlegen.

Lagerungsart

Lagerung der Stütze oberhalb des Lagers. Die Lagerung am abliegenden Ende beeinflusst die Drehfedersteifigkeit der Stütze.
  • gelenkig
  • eingespannt

Höhe unterhalb

In den Feldern auf der rechten Seite des Dialoges definieren Sie die Stütze unterhalb des zu untersuchenden Punktes.
Höhe der Stütze unterhalb des Lagers.

RundstützeAbmessungen

Bei einer Rundstütze können Sie den Radius angeben. Bei einer Rechteckstütze können Sie die Breite in X und in Y Richtung angeben.

E-Modul

E-Modul der Stütze unterhalb des Lagers. Wahlweise können Sie den E-Modul einfach über die Materialauswahl festlegen.

Lagerungsart

Lagerung der Stütze unterhalb des Lagers. Die Lagerung am abliegenden Ende beeinflusst die Drehfedersteifigkeit der Stütze.
  • gelenkig
  • eingespannt
In den Feldern auf der rechten Seite des Dialoges definieren Sie die Stütze unterhalb des zu untersuchenden Punktes.

Verwandte Informationen:


© 1993 - 2017 D.I.E. CAD und Statik Software GmbH • Impressum