Detailinformationen
einführende Bemerkungen
Eingabemodul ........................
Abschnittseigenschaften .........
Lagereigenschaften ................
Belastung / Imperfektionen .....
Ergebnispräsentation ..............
Theorie ..................................
 
Handbuch ................................
Durchlaufträger ECs 2, 3 ,5
Stahlbetondurchlaufträger .......
verstärkter Holzträger .............
Programmübersicht ................
Infos auf dieser Seite ... als pdf 
globale Einstellungen ..........
glob. KOS u. Exzentrizitäten
Abschnitte u. Lager ...............
Belastungsstruktur .........
Anker u. Abstände ..........
Kontrollpunkte ................
Durch Anklicken des Symbols globale Einstellungen, das sich ganz links in der Kopfzeile des Hauptfensters
befindet, wird das Eigenschaftsblatt zur Vorgabe der globalen Eigenschaften aktiviert. Es verfügt über fünf Register.
Register 1 - Norm
Im ersten Register kann die zugrundeliegende Norm gewählt werden (DIN EN 1993 (EC 5 + NA) oder DIN 18800).
Je nach Norm werden dann die entsprechenden Nachweisoptionen verwendet. Beim Umschalten des Normenwerks müssen die Nachweiseinstellungen angepasst werden. Eventuell schon eingerichtete, nicht zur Norm gehörende Nachweise werden gelöscht.
Register 2- Orientierung
Im zweiten Register kann die Wirkungsrichtung der (durch ein Gewichtssymbol gekennzeichneten) Eigengewichtslasten festgelegt werden.
Im Ausgangszustand handelt es sich bei dem zu bearbeitenden Bauteil um einen horizontal liegenden Träger,
dessen Längsachse sich an der globalen X-Achse orientiert und dessen Gewichtslasten nach unten (in globaler
Z-Richtung) wirken.
Um mit dem Programm auch Stützen und schiefliegende Balken (wie etwa die Sparren eines geneigten Daches) berechnen zu können, kann die Richtung der Eigengewichtslasten vom Standard abweichend verändert werden.
Register 3- Berechnung
Das Programm berechnet die Verformungen und Schnittgrößen i.A. unter Berücksichtigung der Wölbkrafttorsion und des Wagner-Effekts.
Um diese Effekte im Einzelfall studieren zu können und um bestehende statische Berechnungen, die ohne Berücksichtigung dieser Effekte aufgestellt wurden, überprüfen (nachrechnen) zu können, lassen sich die Effekte einzeln oder gemeinsam abschalten.
Zusätzlich kann festlegt werden, ob Imperfektionen in den Verformungen der Lastkollektive enthalten sein sollen
oder nur die Zusatzverformungen dargestellt werden.
Register 4- Iteration
Die nichtlineare Berechnung erfolgt iterativ. Um die Gefahr auszuschließen, eine Endlosschleife abzuarbeiten (dies
kann passieren, wenn bei einem gegebenen System keine Konvergenz hergestellt werden kann), ist die maximale
Anzahl der zu berechnenden Iterationsschritte pro Lastkollektiv begrenzt.
Auf Konvergenz wird erkannt, wenn die sich ergebenden Differenzen in den Verformungen und Schnittgrößen zweier aufeinander folgender Iterationsschritte in allen Punkten des Systems kleiner als die im Eigenschaftsblatt ausgewiesenen Toleranzen sind.
In diesem Fall wird die Iteration vorzeitig beendet.
Konvergiert die Berechnung auch nach Durchführung der maximalen Anzahl von Iterationen nicht, ist dies ein
Kriterium dafür, dass die (mit einem Sicherheitsfaktor erhöhten) Lasten des zur Berechnung anstehenden
Lastkollektivs vom System nicht aufgenommen werden können.
Es erfolgt eine entsprechende Warnung des Rechenprogramms.
Register 5 - Teilung
Das Programm arbeitet mit Polynomen dritten Grades als Ansatzfunktion für die Verformungen einzelner
Teilabschnitte (Elemente).
Da die tatsächlichen Lösungen der zugrundeliegenden Differentialgleichungen aber zum Teil aus trigonometrischen
bzw. hyperbolischen (bei Berechnungen nach Theorie II. Ord.) und Exponentialfunktionen (bei Wölbkrafttorsion)
sowie Kombinationen aus beiden (bei elastischer Bettung) bestehen, liefert diese Vorgehensweise eine Näherung
der exakten Lösung.
Der Fehler der Näherung kann (ähnlich wie bei der Finite-Elemente-Methode) durch hinreichende Teilung verkleinert werden, sodass sein Effekt keinen Einfluss mehr auf die Zuverlässigkeit der berechneten Ergebnisse hat.
Im fünften Register des Eigenschaftsblatts globale Optionen können die programminternen Festlegungen zur Teilung der Abschnitte modifiziert werden.
I.d.R. wird empfohlen, die Schaltfläche automatisch zu aktivieren (Voreinstellung), so dass die von pcae
überprüften Einstellungen bei der Abschnittsteilung zu Grunde gelegt werden.
Merke: Zu große Elemente können die Ergebnisse bis zur Unbrauchbarkeit verfälschen. Zu kleine Elemente erhöhen den Rechenaufwand ohne dabei einen messbaren Genauigkeitsgewinn zu erlangen.
Register 6 - Nachweis
Im letzten Register können die Nachweisoptionen eingestellt werden.
Für alle berechneten Lastkombinationen (extremale Schnittgrößen, Lastkollektivergebnisse, ...) werden alle Ergebnispunkte des Durchlaufträgers nachgewiesen..
Diese Nachweisprozedur reagiert auf die im 6. Register angebotenen Einstellungen, die für den gesamten Träger
- also für alle definierten Abschnitte - gelten.
Der Querschnittsnachweis kann je nach zugrunde liegender Norm nach dem Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch (EC3 DIN EN 1993-1-1, Abschnitt 6.2.1(5), bzw. DIN 18800, El. 747) oder nach dem Nachweisverfahren Elastisch-Plastisch (E-P) geführt werden (EC3 DIN EN 1993-1-1, Abschnitt 6.2.1(6), bzw. DIN 18800, El. 757).
Für Dreiblechquerschnitte (I-, C-, U-, Z-, L-, T-Querschnitte) und Flacheisen bzw. Rohre als Profile oder typisierte Querschnitte kommt das Teilschnittgrößenverfahren mit Umlagerung (nach Kindmann) zur Anwendung.
Für Nachweise nach DIN EN 1993 kann für beliebige dünnwandige Querschnitte das Verfahren der Dehnungs-
iteration oder das erweiterte Teilschnittgrößenverfahren gewählt werden. Voreingestellt ist das erweiterte Teilschnittgrößenverfahren, wobei für Dreiblechquerschnitte das Teilschnittgrößenverfahren mit Umlagerung nach Kindmann verwendet wird (durch Schalter einstellbar).
Zur Überprüfung der Arbeitsweise des Nachweisprozesses dient die Definition von Detailnachweispunkten.
In der für die Detailnachweispunkte erzeugten Druckliste sind alle Zwischenergebnisse (z.B. extremale Lastkombinationen mit zugehörigen Größen, errechnete Spannungen, maßgebende Lastfallfaktoren etc.) enthalten.
Das globale X-Y-Z-Koordinatensystem ist wie grundsätzlich alle KO-Systeme ein orthogonales Rechtssystem.
Es dient zur Ausrichtung und Vermessung der Abschnitte, Lager und Lastbilder.
Die X-Achse zeigt in Längsrichtung des Durchlaufträgers.
Über die Exzentrizitäten ΔY und ΔZ kann ein Abschnitt, ein Lager sowie der Angriffs-
punkt eines Lastbildes in der Ebene senkrecht zur X-Achse verrückt werden.
Deshalb können Gegebenheiten, wie sie rechts dargestellt sind, leicht beschrieben und vom Rechenprogramm berücksichtigt werden.
Die Lage der globalen Achse im Durchlaufträger wird i.A. so gewählt werden, dass eine möglichst einfache Beschreibung der Lagerbedingungen und Lasten erfolgen kann.
Die Ausrichtung der Querschnitte kann dann bequem bei den Abschnittseigenschaften vorgenommen werden.
Der zu berechnende Durchlaufträger wird in n Abschnitte unterteilt.
Da ein Trägerabschnitt immer von einem bestimmten Querschnittstyp ist und konstante bzw. linear veränderliche Querschnittswerte aufweist, muss der Träger an den Stellen, an denen er einen Querschnittsknick oder -sprung aufweist, unterteilt werden.
Darüber hinaus können einem Träger nur an den Querschnittsenden Einzellager zugeordnet werden.
Aus diesen Randbedingungen ergibt sich die erforderliche Abschnittsteilung.
Die Abschnitte werden von links nach rechts mit 1 beginnend durchnummeriert.
Lagerpunkte befinden sich an den Durchlaufträgerenden sowie zwischen den Abschnitten.
Dementsprechend gibt es immer einen Lagerpunkt mehr als Abschnitte.
Lagerpunkte werde mit A, B, C ... von links nach rechts aufsteigend gekennzeichnet.
Die geometrische Beschreibung der Lastbilder bezieht sich stets auf den gesamten Durchlaufträger und ist unabhängig von der Abschnittsteilung.
Um Teilstreckenlasten festlegen zu können, bedient man sich der Anker ggf. unter Berücksichtigung von Abständen.
Ein Anker ist hierbei einer der definierten Lagerpunkte A, B, C, .... Hierbei müssen zwei der drei Teillängen
a, l oder e angegeben werden.
a und e können i.A. auch 0.0 oder negativ sein.
In der nebenstehenden Skizze sind die Angaben im Eigenschaftsblatt sowie das Resultat beispielhaft angegeben.
Weiterhin können die Lasten außermittig, mit einem Abstand von der X-Achse in Y- und in Z-Richtung verschoben werden.
Hierzu dienen die Eingabefelder ΔX und ΔY.
 
Allgemeines
Kontrollpunkte sind Punkte im System, die für den Benutzer hinsichtlich der Ergebnisse des Rechenlaufs von besonderem Interesse sind. In 4H-DULAS sind Kontrollpunkte entweder Lagerknoten oder Stabpunkte.
Während bei den Lagerknoten das Augenmerk auf den Reaktionskräften des Lagers liegt, sind bei Stabpunkten die Schnittgrößen an einer bestimmten Stelle des Durchlaufträgers interessant.
Kontrollpunkte können zu Detailnachweis- und/oder zu Schnittgrößenexportpunkten erklärt werden.
für Detailnachweispunkte werden detaillierte Informationen zum Rechenlauf angefordert.
Jedes Mal, wenn ein solcher Punkt vom Programm bearbeitet wird, wird ein Protokoll erzeugt, in dem die
berechneten und überlagerten Schnittgrößen sowie die Entscheidungen und Berechnungen des Nachweis-
bzw. Bemessungsmoduls bzgl. dieses speziellen Punkts nachvollziehbar aufgelistet werden.
Der Umfang dieser ausführlichen Informationen kann vom Benutzer festgelegt werden.
Nach durchgeführter Berechnung enthält die Druckliste jeweils ein Kapitel für jeden Detailnachweispunkt.
für Schnittgrößenexportpunkte werden sämtliche Schnittgrößen bzw. Lagerreaktionskräfte, die lastfallweise
oder durch Auswertung von Extremalbildungsvorschriften und Lastkollektiven vom Rechenprogramm ermittelt
wurden, in einer Datei gespeichert, die von Programmen zu einem späteren Zeitpunkt eingelesen und ausgewertet werden können. Ergebnisse der Wölbkraftorsion (Bimoment, Verdrillung etc.) werden von 4H-DULAS nicht exportiert. Alle Schnittgrößen (auch das Torsionsmoment) beziehen sich auf den Schwerpunkt.
die von pcae angebotenen Detailprogramme zum Nachweis von Trägerstößen, Rahmenecken, Anschlüssen etc. können diese Schnittgrößen aufnehmen und weiterverarbeiten, wenn das
nebenstehend dargestellte Symbol angeboten wird
Das Schubladenwerkzeug Schnittgrößenexport, das seit DTE® Version 4.05 in der Schreib- tischschublade angeboten wird, ist ebenfalls in der Lage, auf die gespeicherten Schnittgrößen der Kontrollpunkte zuzugreifen.
Die exportierten Größen können mit diesem Werkzeug auf dem Drucker ausgegeben, in eine externe Textdatei (zur Weiterverarbeitung in einem Editor) oder in eine XML-Datei (um sie z.B. in Microsoft Excel zu laden) geschrieben werden.
Nähere Informationen sind im DTE®-Hilfedokument zu finden.
Kontrollpunkte verwalten
durch Klicken des nebenstehend dargestellten Buttons, der sich in der Kopfzeile des Eingabemoduls befindet, erscheint das Fenster der Kontrollpunktverwaltung
Bild vergrößern
In den beiden angebotenen Registern werden Lagerknoten und Stabpunkte angegeben.
Während Lagerknoten allein durch Vorgabe der Knotennummer in ihrer Lage eindeutig gekennzeichnet sind, ist bei Stabknoten der Abstand vom Anfangs- oder Endknoten anzugeben. Bei den Knoten ist zu beachten, dass die Knotennummern 1, 2, 3, ... den Auflagern A, B, C, ... entsprechen.
Weiterhin ist durch Setzen logischer Schalter anzuzeigen, ob es sich um einen Schnittgrößenexport- oder (und) um einen Detailnachweispunkt handelt.
Im letzteren Fall können Angaben zum Umfang der Ausgabe in der Druckliste gemacht werden.
Jedem Kontrollpunkt kann ein farbiges Fähnchensymbol zugeordnet werden.
Darüber hinaus empfiehlt es sich, dem Kontrollpunkt eine Bezeichnung zuzuweisen.
Kontrollpunkte werden im Eingabemodul in der Systemdarstellung durch ihr Fähnchensymbol angezeigt.
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