Verschwenden Sie keine Zeit mit GZG-Prüfungen

Gemäß Eurocode 1990 betreffen die Grenzwerte Folgendes:

• die Funktionsfähigkeit der Struktur oder der Strukturelemente bei normalem Gebrauch;
• der Komfort der Menschen;
• das Erscheinungsbild der Bauarbeiten;

sind als Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit (GZT) einzustufen . Hierzu zählen  Verformungen , Vibrationen und Schäden, die das Aussehen oder die Haltbarkeit beeinträchtigen, wie z. B.  Risse .

Mit anderen Worten: Diese Grenzzustandsnachweise werden nicht durch die Festigkeitsbeständigkeit der Strukturelemente eingeschränkt, sondern es geht vielmehr um die Gesamthaltbarkeit der Struktur und auch um den psychologischen Komfort der Menschen.

Lassen Sie mich das näher erläutern. Wo würden Sie sich wohler fühlen? In einem neuen Gebäude mit bereits rissigen Wänden und durchgebogenen Decken oder Balken, wo sich der Zustand mit der Zeit verschlechtern könnte? Oder in einem Gebäude mit schönen, glatten Wänden und Sie bemerken die leichte Durchbiegung des Bodens nicht? Ich gehe nicht einmal davon aus, dass sich jeder für das zweite Beispiel entscheidet. Und genau aus diesem Grund sollten wir auf SLS-Prüfungen achten .

Wir alle wissen jedoch, dass die Zeit von Bauingenieuren kostbar ist und sie daher bei ihren Entwürfen so effizient wie möglich vorgehen möchten. Als Lösung haben wir neue Funktionen in der IDEA StatiCa Detail -App entwickelt, um sicherzustellen, dass Ingenieure, die unsere Tools verwenden, die Konstruktion und Bewertungen schnell, wirtschaftlich und sicher durchführen können.

Überprüfung der Spannungsbegrenzung - nicht mehr so einschränkend

Wie oft haben Sie mit unbefriedigenden Ergebnissen bei Spannunbegrenzungen zu kämpfen gehabt? In meinem Fall muss ich oft sagen. Und ich wusste in den meisten Fällen bereits, dass sie aufgrund der Art der Ergebnisse hätten vernachlässigt werden können.

Eines der häufigsten Probleme sind Spannungsspitzen – Singularitäten, die normalerweise in scharfen Ecken auftreten. Werfen wir einen Blick darauf, was es ist und warum es wichtig ist, eine Singularität nicht mit Spannungskonzentration zu verwechseln.

Auf den ersten Blick bemerken Sie vielleicht, dass Sie den Unterschied zwischen diesen beiden nicht erkennen. Dennoch gibt es Unterschiede, über die Sie sich immer im Klaren sein sollten. Denn letztlich liegt die Gesamtauslegung immer in der Hand des verantwortlichen Ingenieurs und seines Urteilsvermögens.

Was ist also eine Singularität und wie können Bauingenieure sie anhand der Spannungskonzentration erkennen ?

Eine  Spannungssingularität  ist ein Netzpunkt, an dem die Spannung nicht gegen einen bestimmten Wert konvergiert, d. h. theoretisch ist der Spannungswert an der Singularität unendlich.

Typischerweise ist es:

• Ein Bereich, in dem die Punktlast angewendet wird.
• Eine scharfe Ecke der Struktur.
• Eine Punktbeschränkung.
• Ecken von Körpern in Kontakt.

Und Sie können sicher sein, dass es sich um eine Singularität handelt, wenn:

• In einem Netzelement kommt es zu einer schnellen Spannungsänderung.
• Der Spannungswert in einem Knoten des Netzes ist höher als der Grenzwert.
• Es wirkt sich nur auf einen kleinen Strukturbereich aus und erreicht keine angrenzenden Elemente.

Damals, als ich mich mit Strukturen mit Singularitäten beschäftigte, wusste ich, dass sie in fast allen Fällen aus den oben genannten Gründen vernachlässigt werden konnten, aber es gab keine Möglichkeit, dies zu tun, wenn ich zufriedenstellende Nachweise in der verwendeten Anwendung haben wollte. Das bedeutete, dass ich das Modell auf verschiedene Weise modifizieren musste, also viel Zeit damit verbrachte oder möglicherweise die Materialqualität erhöhte oder zusätzliche Verstärkung einbrachte .

Und hier kommt die Detail-App mit ihrer neuen Funktion „Limited Stress Check“ ins Spiel .

Sehen wir uns anhand eines praktischen Beispiels an, wie die Funktion funktioniert. Wir haben einen Balken mit abgeschnittenem Ende und Öffnung. Die Belastung ist eine Kombination aus Linienlast und Punktlast. Nach Durchführung der Analyse können wir feststellen, dass die Spannungsbegrenzungsprüfung für Beton nicht alle Vorgaben erfüllt.

Bei näherer Betrachtung ist klar, dass beide zuvor beschriebenen Situationen eingetreten sind. Es gibt eine Spannungskonzentration an der Oberseite des Trägers unter der punktuellen tragenden Platte und eine Singularität in der scharfen Ecke der Öffnung.

Jetzt ist der richtige Zeitpunkt für die Anwendung des technischen Urteilsvermögens! Die Singularität in der Ecke kann bei der Konstruktion bedenkenlos vernachlässigt werden. Aber was ist mit dem kleinen Bereich mit Spannungskonzentration? Was soll ich tun? Als Erstes sollte ich das Netz einschalten, um die Auswirkungen beurteilen zu können. Wenn es immer noch unklar ist, kann ich in die Einstellungen gehen, das Netz feiner einstellen und erneut bewerten.Dennoch ist in unserem Fall auf den ersten Blick erkennbar, dass der Spannungskonzentrationsbereich sehr klein ist, so dass es aus meiner Sicht akzeptabel ist, ihn ebenfalls aus der Berechnung auszuschließen.

Und das geht ganz einfach! Zu diesem Zweck haben wir eine Funktion namens Limited Check entwickelt. Die Funktionalität ermöglicht es Ihnen, die unbefriedigenden Bereiche zu vernachlässigen. Was bedeutet das?

1. Anstelle der roten Flächen mit Auslastung über 100 % sieht man diese weiß, und der Grenzkontrollwert beträgt 100 % bei einem Spannungsverhältnis bzw. dem Grenzspannungswert in MPa.
2. Darüber hinaus wird in der Gesamtkontrolltabelle der rote Kreis mit einem Kreuzzeichen in ein gelbes Dreieck mit einem Ausrufezeichen geändert, das einen informativen Sachverhalt darstellt, und es erscheint eine Nichtkonformität mit einer ausführlichen Beschreibung.
3. Als Sahnehäubchen können Sie nur die vernachlässigten Bereiche anzeigen, während der Rest des Elements weiß bleibt.

Alle Optionen können in den Bericht aufgenommen werden , nachdem Sie mit dem Modellierungsprozess fertig sind und mit Ihrem Design zufrieden sind. So verfügen Sie über eine lückenlose Dokumentation, um alle Zweifler zum Schweigen zu bringen.

Vorgespannte Strukturen in IDEA StatiCa

Jeder Bauingenieur, der sich mit Spannbetonkonstruktionen befasst, ist sich darüber im Klaren, dass es sehr wichtig ist, auf bestimmte Phasen der Nutzungsdauer von Konstruktionen zu achten, insbesondere auf den Anfang und das Ende.

Das liegt daran, dass keine Vorspannkraft konstant ist. Der Wert ist über die Länge des Spanngliedes und nicht zuletzt über die Zeit variabel. Es ist offensichtlich, dass die richtige Bewertung des genauen Wertes der Vorspannkraft, also der Spannungen in den Spanngliedern, einen erheblichen Einfluss auf das Verhalten der Struktur hat.

Die Veränderungen der Vorspannkraft (ein Rückgang der Vorspannkraft muss nicht zwangsläufig auftreten!) werden durch viele Faktoren verursacht und werden als Vorspannverluste bezeichnet. Ja, ich habe den Plural richtig verwendet. Die Vorspannverluste werden unterschieden als:

• Kurzfristige Verluste
• Langfristige Verluste

Kurzfristige Verluste

Kurzfristige Verluste entstehen meist während des Herstellungsprozesses. Ein kurzfristiger Verlust kann z. B. durch Reibung, ein Verrutschen der Verankerungsgarnitur, eine sofortige elastische Dehnung im Beton, eine Entspannung der Spannglieder usw. verursacht werden.

Langfristige Verluste

Langfristige Verluste treten nach dem Aufbringen der Vorspannung auf und können das Bauwerk während seiner gesamten Nutzungsdauer beeinträchtigen. Als Ursache für die Langzeitverluste können Kriechen, Schwinden, Langzeitrelaxation und elastische Dehnung im Beton infolge der Anwendung einer variablen Last in Betracht gezogen werden.

Keine leichte Aufgabe. Oder doch?

Wenn man all dies berücksichtigt (was bei der Konstruktion unbedingt erforderlich ist!), kann es zu mehreren Kombinationen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Vorspannungskoeffizienten kommen.

Hier rückt IDEA StatiCa Detail zum zweiten Mal ins Rampenlicht. Dank der neuen Funktion „ Langfristige Verluste für GZG-Prüfung“ müssen Sie nicht mehr stundenlang mit Ihrem Modell herumspielen und sich Gedanken darüber machen, ob Sie nichts vergessen haben.

Alles, was Sie in der Detail-App tun müssen, ist, eine Kombination festzulegen, und schon können Sie kurzfristige und langfristige Auswirkungen sowohl für vorgespannte als auch für nachgespannte Spannglieder abdecken.

Sind Sie gespannt darauf, zu erfahren, wie es funktioniert? Lass es uns herausfinden!

Um die Spannungsbegrenzungsprüfung zu kennen und die Ergebnisse für Kurz- und Langzeiteffekte in der Detailanwendung zu erhalten, ist es wichtig, dass wir ein unendliches lineares Spannungs-Dehnungs-Diagramm verwenden.

Wir unterscheiden zwei Zweige. Eine für kurzfristige Effekte mit Elastizitätsmodul E cm . Und die andere betrifft Langzeiteffekte, bei denen die Spannung in Spanngliedern schrittweise für Vorspannung und Dauerlast um den definierten Wert der Langzeitverluste reduziert wird. Der Zuwachs der variablen Last berücksichtigt E cm .

Wie legt man den Wert langfristiger Verluste richtig fest? Möglicherweise stellen wir Ihnen einige Standardeinstellungen zur Verfügung; Allerdings ist es wieder Sache der Statiker, welchen Wert sie letztendlich für die Berechnung verwenden.

Bitte beachten Sie, dass der Wert für vorgespannte und nachgespannte Spannglieder unterschiedlich ist. Dies liegt an der genauen Zeit, für die Sie den Verlustwert festlegen sollten. Sehen Sie sich den Artikel „Implementierung langfristiger Verluste im Detail“ an, in dem Sie eine ausführlichere Beschreibung des Themas und, was noch wichtiger ist, den richtigen Zeitpunkt für die Festlegung der Schätzung langfristiger Verluste in der Berechnung finden.

Wenn Sie an weiteren neuen Funktionen von IDEA StatiCa 23.0 interessiert sind (vielleicht nicht nur für Beton, sondern auch für Stahl oder BIM-Links), besuchen Sie unsere Seite mit Versionshinweisen .  

IDEA StatiCa Detail ist ein großartiges Werkzeug zur Lösung Ihrer Betondetails und anderer Diskontinuitätsbereiche. Erfahren Sie mehr über die Möglichkeiten in unserem Support Center . Dort können Sie auch in zahlreichen Tutorials die Bedienung erlernen , unsere Produktingenieure in einem unserer Webinare in Aktion erleben oder ein Beispielprojekt herunterladen .

Wenn Sie mit der Software beginnen oder einfach nur Ihre Fähigkeiten verbessern möchten, schauen Sie sich unsere Campus-Kurse zum Selbststudium an und wählen Sie den Kurs aus, der Ihren Anforderungen am besten entspricht.

Für diejenigen, die sich noch mehr für die Theorie und die CSFM-Methode hinter der Detail-Anwendung interessieren, besuchen Sie den Theoretischen Hintergrund für IDEA StatiCa Detail und gehen Sie los mit dem Lernen.