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Bemessung eines Stahlbetonträgers

Mit diesem Tutorial lernen Sie, wie man einen Balken modelliert und die Bemessung des Betonquerschnitts unter Druckbiegung einstellt. Der Balken wird zwei Punktlasten in einem einheitlichen Abstand von den Auflagern und einer ebenfalls einheitlichen Horizontalkraft ausgesetzt. Die Gesamtlänge des Balkens beträgt 10 m und der Querschnitt ist rechteckig 30 x 70 cm.

Reinforced concrete beam

Sie möchten folgende Schnittgrößen auf dem Zentralelement erzeugen: Angesichts der Einheitslasten können Sie dies durch Einstellen geeigneter Lastfallkombinationen erreichen.

CASEABCDEF
Bending moment [kNm]M500150010001000400300
Axial force [kN]N001000180020002000

Im Folgenden leiten wir Sie bei der Erstellung des Modells an. Wenn Sie möchten, können Sie es auch unter unseren Tutorials in WeStatiX finden.


Schritt für Schritt

GEOMETRIE

Erstellen Sie die Knoten!

Erstellen Sie dann Members

EIGENSCHAFTEN

Gehen Sie zu PROPERTIES und definieren Sie die Eigenschaften des Materials durch Klicken auf Materials und dann auf New. Geben Sie die Parameter für Beton ein.

Klicken Sie dann erneut auf New und definieren Sie die Parameter für den Bewehrungsstahl.

Klicken Sie nun auf Member sections und erstellen Sie einen rechteckigen Querschnitt: Füllen Sie einfach die Felder in Parametric aus, wie unten gezeigt.

An diesem Punkt müssen Sie nur noch das Material und den Querschnitt den von Ihnen erstellten Elementen zuordnen. Gehen Sie zu den Member properties

  • klicken Sie auf New
  • Füllen Sie das Feld Members aus, indem Sie die Zahlen von 1 bis 3 eintragen.
  • füllen Sie schließlich den Section aus

Wenn Sie die 3D-Visualisierung in der ToolBox aktivieren, sehen Sie, dass der Querschnitt den drei Elementen zugeordnet wurde.


AUFLAGER

Legen Sie nun die Einschränkungen für den Balken fest. Drücken Sie CONSTRAINTS, node supports.

  • Sie fixieren nur die Z-Verschiebung für Knoten 1
  • Sie fixieren alle Verschiebungen für Knoten 2

AKTIONEN

Um die Kräfte zu definieren, drücken Sie ACTIONS und dann Nodal Loads. Geben Sie zwei Einheitswertlasten in Z-Richtung in Knoten 2 und 3 ein. Geben Sie auch die Einheitslast in der Richtung parallel zur Stabachse in Knoten 1 ein.

Um verschiedene Schnittgrößen im Querschnitt zu erzeugen, werden verschiedene Lastfallkombinationen erzeugt. Da die eingefügten Lasten Einheitslasten sind, sind die einzufügenden multiplikativen Koeffizienten der Absolutwert der Kräfte, die Sie anwenden möchten.

In der Abbildung unten sehen Sie die Zusammenfassung der erstellten Lastkombinationen.

BEMESSUNGSPARAMETER

Um die notwendigen Parameter für die Bemessung von Stahlbetonquerschnitten einzugeben, klicken Sie auf DESIGN und dann auf den RC member design. Gehen Sie zum Data Panel, drücken Sie auf New und füllen Sie dann die Felder wie im Bild unten aus. Auf diese Weise spezifizieren Sie:

  • das Element, auf dem die Analyse durchgeführt werden soll;
  • die Lastkombination, für die Sie die Bemessung durchführen möchten;
  • die Norm;
  • das Material, das für die Bewehrung verwendet werden soll;
  • den Abstand des Schwerpunkts der oberen Bewehrung von der Oberkante des Querschnitts;
  • den Abstand des Schwerpunkts der unteren Bewehrung von der Unterkante des Querschnitts.

Jetzt müssen Sie nur noch auf Clone klicken und so viele Bemessungsfälle erstellen, wie zuvor definierte Lastfallkombinationen vorhanden sind. Für jeden erstellten Fall müssen Sie nur das Feld Load combinations ändern.

In der folgenden Abbildung können Sie die Übersichtstabelle der durchgeführten Bemessungen lesen.


ERGEBNISSE

Nach dem Start der Analyse können Sie die Ergebnisse durch die verschiedenen Lastfallkombinationen und Bemessungsfälle, die Sie eingestellt haben, geteilt sehen.

Wir haben dieses Beispiel auch in unserem Validation Manual verwendet, wo Sie mehr über die Ergebnisse lesen können.