Wände können nach verschiedenen Kriterien wie Material, Zweck oder Tragfunktion sortiert werden. Wenn wir uns auf den materiellen Gesichtspunkt konzentrieren, können Wände aus Stahl, Holz, Verbundwerkstoffen gebaut werden, aber wir werden uns auf Betonwände, ihre Vorteile und die Bemessung in der Praxis konzentrieren. 

Betonwände sind Bestandteil fast aller Tragwerke wie Brücken, Gebäude oder Flüssigkeitsrückhalte- und Containment-Strukturen. Für die Erhaltung der langfristigen Nutzungsdauer des Tragwerks ist es wichtig, Rissbreiten, unzulässige Verformungen, Stabilitätsgesichtspunkte oder rheologische Effekte des Betons zu berücksichtigen. Die genannten Effekte sollten in den Schnittgrößen berücksichtigt werden, die nach den Normen bewertet werden. Schauen wir uns an, wie uns dies mit den Anwendungen aus der IDEA StatiCa Familie helfen könnte.  

Wände in RCS

Die Entwicklung der Finite-Elemente-Methode ermöglicht es uns, jede Form des Tragwerks zu berechnen. Die Hauptfrage ist dann, wie die Ergebnisse der Analyse zu interpretieren sind und wie die Nachweisführung von Schalen/Wänden korrekt durchgeführt wird.  

Für häufig verwendete Elemente oder Teile der Tragwerke verwenden die meisten Ingenieure ihre eigenen Excel-Tabellen, die sie selbst programmiert haben. Aber, was passiert, wenn ein neues Projekt kommt und die Excel-Tabelle unzureichend erscheint? 

In diesem Moment stehen zwei Optionen zur Verfügung. Ein weiteres Werkzeug für die Nachweisführung zu haben oder mit der Suche nach neuer Software zu beginnen, die nicht die Nachteile einer Excel-Tabelle hat. 

Die globale Analyse wurde durchgeführt und die Schnittgrößen an der Wand können 1:1 in IDEA StatiCa RCS eingegeben werden.  Schnittgrößen aus der globalen Analyse werden automatisch nach der Baumann-Theorie in die Bemessungsschnittgrößen umgerechnet, wobei der Effekt des Schubspannungsflusses in der Wand für die Bemessung der Bewehrung berücksichtigt wird. Die letzten Schritte sind das Einlegen der Bewehrung, die Auswahl der Norm und das Ausführen der Analyse.  

Der Stabilitätsnachweis sollte in der globalen FEM-Analyse durchgeführt werden, um das Knicken der Wand zu verhindern. Dieser Nachweis steht nicht im Menü der Nachweise in IDEA StatiCa RCS. Weitere Informationen über die Methode und Analyse der Wände finden sich im theoretischen Hintergrund RCS für 2D-Elemente.   

Der gleiche Ansatz wurde von einem unserer Kunden für ein Projekt im Vereinigten Königreich verwendet, bei dem die Schnittgrößenüber die Höhe der Wand integriert wurden. Aus diesem Grund sollte die Wand als 1D-Element in RCS überprüft werden. Der detaillierte Arbeitsablauf der Analyse und Nachweisführung ist in der Fallstudie Bemessung gekrümmter Schubwände, Vereinigtes Königreich veröffentlicht. 

Wände in BIM

In diesem Moment würden wahrscheinlich alle von Ihnen sagen: "Warum sollten wir uns mit dem Kopieren von Schnittgrößen beschäftigen, wenn wir die elegante Lösung über BIM nutzen könnten."   

BIM ist bereits seit vielen Jahren eines der großen Themen und wir bei IDEA StatiCa folgen diesem Trend ebenfalls. Software wie Midas Civil und AxisVM unterstützen den Export von 2D-Schalen/Wänden über BIM-Link zu IDEA StatiCa. Der Arbeitsablauf beginnt mit der Berechnung der Schnittgrößen im globalen FEM-Programm und anschließend erfolgt der Export über BIM-Link zu IDEA StatiCa BIM, wo ein Teil oder die gesamte Struktur exportiert wird. 

Die BIM-Schnittstelle dient zur Auswahl der gewünschten Norm, des nationalen Anhangs, und der letzte Schritt ist die Nachweisführung des Grenzzustands der Tragfähigkeit und des Grenzzustands der Gebrauchstauglichkeit. Die Aktualisierung und Wiederherstellung der Ergebnisse in IDEA aufgrund von Änderungen der Lasten in der FEM-Software sind verfügbar und ermöglichen einen schnellen Optimierungsprozess.  Alle Einstellungen der Schnitte, Bewehrung oder Norm bleiben erhalten. Der Prozess spart Zeit und Geld in den Projekten.  

Wände in IDEA StatiCa Detail

Wie gehen wir mit Wänden um, die nicht in den Standard passen, wie Wände mit großen Öffnungen oder nicht standardmäßiger Form? 

In der Tat haben wir die Antwort, und das ist unser IDEA StatiCa Detail. Die neue Methode CSFM (Compatible stress field method), die in dieser Anwendung verwendet wird, führt eine einzigartige Lösung für sogenannte D-Bereiche ein, auch bekannt als Diskontinuitätsbereiche.  Die abgesetzten Enden, Rahmenecken, Wände mit Öffnungen passen zu den D-Bereichen.Die physikalisch nichtlineare 2D-Lösung des ebenen Spannungszustands unter dem Schutz von CSFM bringt dem Ingenieur das leistungsstarke Werkzeug für die Analyse und hauptsächlich Nachweisführung des Tragwerks. Das Unternehmen www.betkoprojekt.sk verwendete die CSFM  in dem Bereich, wo andere Werkzeuge unzureichend waren.

Teil des Projekts war die Analyse und Nachweisführung der kritischen Stelle, an der Kräfte von der Stahlfachwerkstruktur auf die Betonwand übertragen wurden. Das Problem trat im oberen linken Teil der Wand auf, wo der Nachweis für Betonausbruch nicht erfüllt wurde. Die Berechnung wurde in der Anwendung IDEA StatiCa Connection durchgeführt, wo ein gerissenes und unbewehrtes Modell des Betons basierend auf der Winkler-Theorie verwendet wird. Die Kräfte in den Ankern wurden auf die Wand in IDEA StatiCa Detail übertragen, wo die Bewehrung angebracht wurde und die Kräfte durch Baustahlmatten und zusätzliche Bewehrung übertragen wurden. Aufgrund des komplexen Modells wurde der Bereich der Verankerung und das gesamte Modell nach GZT und GZG nachgewiesen. Die fortschrittliche CSFM-Analyse bestätigte die Zuverlässigkeit der Verankerung und des gesamten Tragwerks.  

Der gesamte Arbeitsablauf wurde dokumentiert und im Webinar Ortbetonwand – Ruzomberok (Slowakei) verwendet. Die Aufzeichnung ist kostenlos über den oben genannten Link verfügbar.   

Zusammenfassung  

Betonwände sind ein großes komplexes Thema, das Ingenieure dazu ermutigt, Leidenschaft für die Bemessung und das Beste ihrer ingenieurtechnischen Fähigkeiten zu zeigen. Unser Ziel war es, Ihnen verschiedene Ansätze für die Bemessung und Nachweisführung dieser Elemente unter Verwendung verschiedener IDEA StatiCa-Anwendungen zu zeigen, bei denen Wände aus einem komplexen Blickwinkel gelöst werden können. 

Probieren Sie gerne die Wände in IDEA StatiCa selbst aus. Testen Sie unsere neueste Version von IDEA StatiCa Concrete 14 Tage lang absolut KOSTENLOS. Und lassen Sie uns auf jeden Fall Ihr Feedback wissen! Wir sind immer gespannt darauf, von Ihren Erfahrungen zu hören.