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Diese Querschnittsart steht im Rahmen der Finite-Element-Analyse für Stabelemente und Bemessungsobjekte zur Verfügung. Der zusammenhängende Verbundquerschnitt gliedert sich in Querschnittsteile, welche unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen können. Im Querschnittsdialog wird ein Verbundquerschnitt aus bereits definierten Querschnitten zusammengesetzt (Menü: Querschnitt / Hinzufügen).
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Nach korrekter Eingabe steht hierfür eine automatische Vernetzung zur Verfügung, welche zur Berechnung der Querschnittseigenschaften benötigt wird.
Die Stabachse verläuft durch den ideellen Querschnittsschwerpunkt. |
Die Querschnittsanalyse umfaßt die Ermittlung der Einheitsverwölbungen aus Querkraft und Torsion nach der Methode der Finiten Elemente. Hieraus ergeben sich das ideelle Torsionsträgheitsmoment Ix sowie die elastischen Spannungen aus den Schnittgrößen des Querschnitts.
Nach einer elastischen Tragwerksberechnung kann der Spannungsverlauf aus Last- und Eigenspannungszuständen an jeder Stelle des Tragwerks über das Kontextmenü (Querschnittsspannungen) dargestellt werden. Zur Darstellung von superponierten Eigenspannungszuständen (z.B. aus Temperatur oder Kriechen) müssen Ergebnismarker für Spannungen herangezogen werden. Die Spannungsermittlung erfolgt normenunabhängig. Dies gilt insbesondere für die Behandlung von Spannungszuständen aus Kriechen und Schwinden. |
Die Querschnittswerte sind ideelle Größen und beziehen sich auf das E‑Modul (ER) und G‑Modul des Referenzquerschnittes bzw. den kleinsten E‑Modul des Verbundquerschnitts. Die Querschnittswerte A, Iy, Iz, Iyz sowie die ideellen Schwerpunktskoordinaten ys und zs berechnen sich mit Hilfe der folgenden Formeln:
A |
= 1/ER·∑ Ei·Ai |
Verbundquerschnittsfläche |
zs |
= 1/(A·ER)·∑ Ei·zs,i·Ai |
Z‑Ordinate des Schwerpunkts |
ys |
= 1/(A·ER)·∑ Ei·ys,i·Ai |
Y‑Ordinate des Schwerpunkts |
Iy |
= 1/ER·∑ Ei·[Iy,i + (zs‑zs,i)²·Ai] |
Flächenmoment 2.Grades um y |
Iz |
= 1/ER·∑ Ei·[Iz,i + (ys‑ys,i)²·Ai] |
Flächenmoment 2.Grades um z |
Iyz |
= 1/ER·∑ Ei·[Iyz,i + (ys‑ys,i)·(zs‑zs,i)·Ai] |
Deviationsmoment |
ER |
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E‑Modul des Referenzquerschnittes |
Ist kein Referenzquerschnitt definiert wird für ER das kleinste E‑Modul aller Teile des Verbundquerschnitts verwendet.
Innerhalb einer nichtlinearen Systemanalyse kann der Verbundquerschnitt ebenfalls verwendet werden. Beton- oder Spannstahlbewehrung findet hierbei Berücksichtigung. Die Festigkeiten und die Spannungs-Dehnungs-Beziehungen der Teilquerschnitte werden dabei den jeweiligen Materialnormen entnommen. Hierbei wird immer die gesamte Querschnittsfläche berücksichtigt. Nichtlineare Schubspannungsverteilungen können hierbei jedoch nicht ermittelt werden.
Die zugehörigen Querschnittsspannungen werden an den Orten der Ergebnismarker gespeichert.
Des weiteren kann der Verbundquerschnitt auch für Einzelbemessungen verwendet werden.
Ix
Ideelles Torsionsträgheitsmoment [m4].
Vom Programm wird im Hinblick auf die Anwendung im Massivbau eine sehr kleine Steifigkeit vorgeschlagen. Bei dynamischen Berechnungen führt eine zu kleine Torsionssteifigkeit in der Regel zu unerwünschten Eigenformen (Torsionsschwingungen), so dass ein realistischer Wert anzusetzen ist (Ix berechnen).
Ix berechnen
Das ideelle Torsionsträgheitsmoment des Verbundquerschnitts wird berechnet und in das Textfeld für Ix eingetragen.
Faktor für Ix
Das ideelle Torsionsträgheitsmoment Ix wird mit dem Faktor gewichtet.
Iyz in Stabsteifigkeit vernachlässigen
Bei der statischen und dynamischen Berechnung wird Iyz vernachlässigt.
Bearbeiten...
Die graphische Bearbeitung der Querschnittsgeometrie erfolgt in einem eigenen Fenster.
Zur Handhabung von Verbundquerschnitten können die Beispiele Zweifeld-Stahlverbundträger und Verbundstütze hilfreich sein.
