Lösen Sie jedes Betonfertigteil

In der Tat, das ist sie!

Wie, fragen Sie?

Mit den richtigen, leistungsstarken und dennoch einfach zu bedienenden Werkzeugen, die Ihnen einen reibungslosen und effizienten Planungsprozess ermöglichen, der natürlich die gesamte Struktur vom Dach bis zum Fundament umfasst.

Ich bin überzeugt, dass Sie sich nach der Lektüre dieses Artikels von mühsamen Handberechnungen, endlosen Excel-Tabellen mit Tausenden von Zeilen, die nur darauf warten, dass Sie sich bei der Eingabe einer Formel vertippen, von Schätzungen, um kostbare Zeit zu sparen, und nicht zuletzt von der Verwendung vereinfachter Anwendungen, die nicht alles abdecken, was erforderlich ist, verabschieden werden.

Sie werden lernen, wie Sie Verbundhohlkörperplatten, Fertigteilträger mit Öffnungen, Konsolen, Säulen und Fundamente überprüfen können. All dies geschieht unter automatischer Berücksichtigung rheologischer Effekte wie Kriechen und Schwinden durch die Anwendung der zeitabhängigen Analyse (TDA) mit der Software und die Abdeckung aller Unstetigkeitsbereiche mit der erstklassigen Compatible Stress Fields Method(CSFM).

Also, schnallen Sie sich an und genießen Sie die lehrreiche Reise mit mir!

Lösen Sie Strukturen vom Dach bis zum Fundament in kürzester Zeit!

Ich erinnere mich noch gut daran, wie ich für meine Masterarbeit mit dem Entwurf einer Fertigteilkonstruktion zu kämpfen hatte.

Es handelte sich um eine einstöckige Turnhalle mit einer Gesamtbreite von 26,6 Metern und einer Länge von 44,3 Metern. Die Gesamthöhe betrug 8,0 m. Das Tragsystem wurde als ein System von Querrahmen betrachtet, das aus einem vorgespannten Dachträger mit Öffnungen, die von Säulen mit Stahlbetonkonsolen getragen werden, und einer Reihe von Aussteifungen in Längsrichtung besteht. Als Dachelemente habe ich Hohlkörperplatten mit einer Ortbetonschicht auf der Oberseite verwendet. Das klingt doch gar nicht so kompliziert, oder?

Worin bestand dann die Schwierigkeit?

Es war ein sehr mühsamer Prozess, weil ich damals nur die globale Analysesoftware und Bücher zur Verfügung hatte. Ich hatte begonnen, Excel-Tabellen vorzubereiten, um alle Berechnungen so effizient wie möglich zu gestalten. Trotzdem verfolgt mich die Anzahl der Zeilen in der Datei bis heute noch ein wenig.

Heute, dank der Tatsache, dass ich alle IDEA StatiCa Concrete Anwendungen beherrsche, würde ich wahrscheinlich den gesamten strukturellen Teil der Arbeit in ein oder zwei Tagen statt in Monaten fertigstellen.

Lassen Sie es mich Ihnen zeigen.

Das Dach, das Dach, das Dach ist ...?

Zum Glück nicht in Flammen, aber mit IDEA StatiCa Beam leicht zu bewältigen!

Was sind die Herausforderungen bei der Bemessung von Verbundhohlkörperplatten? Ingenieure sollten sich vor allem über das Verhalten der verschiedenen Materialien, die für die einzelnen Schichten verwendet werden, die Scherung in den Fugen, die Bedeutung der Bauabschnitte usw. im Klaren sein.

Da die Beam-Anwendung TDA implementiert hat, brauchen Sie nur die Materialien, die Geometrie, die Randbedingungen, die Lasten (oder importieren Sie die Schnittgrößen aus Software von Drittanbietern) und die Konstruktionsphasen zu definieren und eine umfassende Analyse durchzuführen, die alle Nachweise für den Grenzzustand der Tragfähigkeit (ULS) und den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (SLS) umfasst.

Zögern Sie nicht, es selbst auszuprobieren. Lassen Sie sich von diesem Beispielprojekt einer Platte inspirieren.

Weitgespannte Dachbalken

Für solche Träger ist Stahlbeton keine Option mehr. Also muss es Spannbeton sein. Und wir alle wissen, was das bedeutet. Optimierung der Querschnittsgeometrie des Bauteils, der Anzahl der Spannglieder, Bewertung der Anfangsspannung, Verluste usw. Es gibt viele Dinge, die zu beachten sind.

Um Material zu sparen und die Struktur leichter zu machen, müssen Sie Öffnungen hinzufügen. Bauen Sie daher ein äquivalentes Fachwerkmodell und verwenden Sie die Strut and Tie-Methode (SaT), um solche Unstetigkeitsbereiche ordnungsgemäß zu überprüfen. Dadurch wird der ohnehin schon zeitaufwändige Prozess noch weiter verlängert.

Oder Sie verwenden IDEA StatiCa Detail mit seiner CSFM-Methode, optimieren die Struktur und sparen obendrein erheblich Zeit. Wie hört sich das an?

Um Ihnen bei der Modellierung zu helfen, sehen Sie sich das vorgefertigte Modell eines vorgespannten Trägers mit Öffnungen an.

"Ich werde dich immer unterstützen", sagte die Säule zum Träger

Die richtige Bemessung einer Stütze ist für das gesamte Tragwerk von entscheidender Bedeutung. Und das gilt doppelt für schlanke Stützen. Solche Bauteile müssen als stabilitätsempfindlich angesehen werden. Daher ist die Berücksichtigung der Effekte zweiter Ordnung ein Muss.

Ersparen Sie sich das mühsame Rechnen mit dem Ansatz aus einer Norm und verwenden Sie stattdessen einen effizienteren Ansatz. Lesen Sie über die problemlose Bemessung von schlanken Betonstützen. Oder sehen Sie sich das kreisförmige Säulenmodell mit Effekten zweiter Ordnung an, das in IDEA StatiCa RCS erstellt wurde .

Kragstein - ein kleines Hilfsmittel

Wahrscheinlich der einfachste Teil des Projekts. Kragsteine werden in der Regel durch Druckkräfte beansprucht, die von einem auf ihnen liegenden Bauteil ausgehen. Es ist jedoch notwendig, einen empfohlenen Anteil einer horizontalen Last zu berücksichtigen. Das äquivalente Fachwerkmodell ist in diesem Fall nicht so kompliziert, und die Ergebnisse sind recht schnell zu erhalten.

Aber (es gibt immer ein Aber), was ist, wenn ich Ihnen sage, dass zufriedenstellende ULS-Ergebnisse nicht bedeuten, dass die Struktur nicht gerissen wird oder sich übermäßig verformt? Lassen Sie es uns anhand eines praktischen Beispiels erklären.

Wir haben einen Kragstein mit gegebener Geometrie, Eigenschaften und Bewehrung, der durch Normal- und Querkraft belastet wird, wie in der folgenden Abbildung.

Bei der manuellen Überprüfung dieses Beispiels verwenden Sie die Streben- und Zuganker-Methode, bewerten die Druckspannung im Beton und vergleichen sie mit dem Wert der Bemessungskapazität. Anschließend berechnen Sie die Zugspannung und legen eine entsprechende Bewehrung an. Die Aufgabe ist damit erledigt und Sie können zu einem anderen Teil des Projekts übergehen.

Um sicherzugehen, sollten Sie den Entwurf jedoch noch einmal überprüfen, diesmal mit Hilfe einer Software.

Ich habe denselben Kragstein in IDEA StatiCa Detail modelliert. Lassen Sie uns die Ergebnisse überprüfen. Gemäß der manuellen Berechnung nach der SaT-Methode sind die ULS-Nachweise in Ordnung. Und ich habe das mit der Detail-Anwendung bestätigt.

Dieses Mal haben wir jedoch einen fortgeschritteneren Ansatz verwendet und können auch den zweiten Teil der Gesamtprüfung sehen. Und das ist ziemlich überraschend. Die SLS-Prüfungen der gleichen Struktur mit den gleichen Eigenschaften sind nicht zufriedenstellend.

Und das ist etwas, was man mit der SaT-Methode nicht beurteilen kann. Die Vernachlässigung der SLS-Prüfungen kann sich direkt auf die Lebensdauer der Struktur auswirken. Ich empfehle, das Tragwerk immer sowohl für die Tragfähigkeit als auch für die Gebrauchstauglichkeit nachzuweisen.

Normalerweise werden Stütze und Konsole separat geprüft. Dank CSFM können Sie jedoch beide in einem Modell zusammenfassen. Werfen Sie einen Blick auf das Modell der Stütze mit Kragstein.

Alles zusammenhalten

Der letzte Schritt ist die Überprüfung der Fundamente. Bereiche in der Nähe von Stützen sind ebenfalls Unstetigkeitsbereiche. Sie können also erneut die Anwendung Detail starten und die statische Magie anwenden. Die Überprüfung der verschiedenen Arten von Stützen-Fundament-Verbindungen ist kein Problem.

Einschließlich komplexer Verbindungen wie nischenförmige Stützen!

Als i-Tüpfelchen können Sie die Steifigkeit der Stützen auf der Grundlage Ihrer Berechnungen manuell einstellen, um das elastische Verhalten des Untergrunds zu simulieren! Um mehr darüber zu erfahren, lesen Sie den Artikel Arten von Auflagern in IDEA StatiCa Detail.

Und das war's. Sie haben jetzt das Kochbuch und kennen die Arbeitsabläufe. Warten Sie also nicht länger und fangen Sie selbst an zu modellieren! Um ungewollte Fehler zu vermeiden, lesen Sie den Artikel Häufig übersehene Entwurfsüberlegungen bei Stahlbetonkonstruktionen.

Schlussfolgerung

In diesem Artikel geht es nicht darum, die manuellen Berechnungen mit vereinfachten Werkzeugen und Ansätzen oder die Excel-Tabelle, die Sie für die Überprüfung von Betonfertigteilkonstruktionen zu verwenden gewohnt sind, schlecht zu machen. Es geht auch nicht darum, Ihnen zu sagen, dass Sie sofort dazu übergehen müssen, nur noch IDEA StatiCa-Produkte zu verwenden. Wenn es für Sie funktioniert, großartig!

Ich wollte Ihnen zeigen, dass es einen anderen Weg gibt, der manchmal schneller und genauer sein kann. Oder dass die oben genannten Ansätze manchmal nicht ausreichen und zu einer potentiell unsicheren Bemessung führen können, die z.B. die Lebensdauer eines Bauwerks beeinträchtigt.

Die letzte Empfehlung, die ich in diesem Text geben möchte, ist, immer Ihr technisches Urteilsvermögen zu nutzen und keine Angst davor zu haben, Neues zu lernen.

Erfahren Sie mehr über die Möglichkeiten der Betonbemessung in unserem Support Center, wo Sie auch in vielen Tutorials lernen können, wie man die Anwendungen verwendet, unsere Produktingenieure in einem unserer Webinare in Aktion sehen oder ein Beispielprojekt herunterladen können.

Wenn Sie mit der Software beginnen oder einfach nur Ihre Fähigkeiten verbessern möchten, sehen Sie sich unsere Selbstlernkurse und professionell zertifizierten Campus-Kurse an und wählen Sie den für Sie passenden Kurs aus.