Dynamische Analyse von Tragwerken
Wird ein Tragwerk durch dynamische Lasten, wie Stoßkräfte, Bremskräfte, Schwingungen aus Maschinen, Erdbebenlasten usw. beansprucht, reicht eine statische Berechnung der Konstruktion nicht aus, sondern das System muss dynamisch bemessen werden. Mit dem Zusatzmodul DYNAM in Kombination mit dem 3D-Stabwerksprogramm RSTAB und dem 3D-FEM-Programm RFEM aus dem Hause Dlubal besteht die Möglichkeit einer dynamischen Tragwerksanalyse.
Bei der Analyse von Eigenschwingungen greift DYNAM auf das RFEM/RSTAB-Modell zu, es ist keine Übergabe notwendig. Zudem besteht die Möglichkeit, Knoten-, Linien- und Flächenlasten direkt aus RSTAB oder RFEM zu übernehmen und darüber hinaus manuell Zusatzmassen einzugeben. Dadurch lässt sich die exakte Massenverteilung in der Struktur abbilden. Es können bis zu 1000 kleinste Eigenschwingungen berechnet werden. Das Modul liefert tabellarisch die Ergebnisse der Eigenwerte, Eigenfrequenzen und Eigenperioden.
Schwingungsuntersuchung aufgrund äußerer Erregung
Die ermittelten Eigenformen bilden die Grundlage für weitere dynamische Analysen, wie die Untersuchung von Fremderregungen der Struktur. Im Modul stehen dabei das Zeitverlaufsverfahren oder das Antwortspektrenverfahren als Berechnungsmethode zur Verfügung.
Zeitverlaufsverfahren
Diese Berechnungsmethode eignet sich für die Analyse von Fremderregungen, z. B. durch Anprall- und Maschinenlasten, Absturzsimulationen, Schrittfrequenzen für Fußgängerbrücken, Erdbeben usw. Erregerfunktionen können im Modul über Zeitverläufe von Kräften oder Momenten, Beschleunigungen (Akzelerogramm) oder harmonische Funktionen definiert werden.
Antwortspektrenverfahren
Dieses ist das am häufigsten angewandte Verfahren für die Durchführung von Erdbebenberechnungen. Es ist unabhängig von Normen und kann somit praktisch überall angewandt werden. Dabei ist es möglich, das multimodale Antwortspektrenverfahren oder die Single Point Methode, bei der nur ausgewählte Lagerknoten erregt werden, anzuwenden. Es können Antwortspektren aus der Bibliothek übernommen bzw. neue erzeugt und auch abgespeichert werden. In der DYNAM-Bibliothek stehen derzeit über 1000 Akzelerogramme zur Verfügung, um Antwortspektren unter Berücksichtigung der viskosen Dämpfung zu generieren. Diese Datenbank ist ebenfalls manuell erweiterbar. Als Superpositionsregel kann die Quadratsummenwurzel-Regel (SRSS-Regel) oder die vollständige quadratische Kombinationsregel (CQC-Regel) ausgewählt werden.
Erdbebenberechnung durch Ansatz von Ersatzlasten
Eine weitere Möglichkeit der Erdbebenberechnung mit DYNAM ist die Generierung von Erdbeben-Ersatzlasten gemäß dem multimodalen Antwortspektrenverfahren nach den Normen:
- DIN 4149:2005-04
- DIN 4149:1981-04
- EN 1998-1:2004-11
- ENV 1998-1-1:1994
- IBC 2000 und
- IBC 2009-ASCE/SEI 7-05.
Bei der Eingabe der Kennwerte nach der gewählten Norm werden diese regelkonform vorgeschlagen. Diese Werte können jedoch auch frei editiert werden, um so auch ähnliche Normen mit zu erfassen. Nach dem Eingeben der Norm-Parameter lässt sich das Bemessungsspektrum grafisch anzeigen. Als Berechnungsergebnisse werden die modalen Massen, Beteiligungsfaktoren, Ersatzmassen, Ersatzmassenfaktoren und Ersatzlasten ausgegeben. Die generierten Ersatzlasten lassen sich als RSTAB- bzw. RFEM-Lastfälle exportieren. Zudem besteht die Möglichkeit, diese Lastfälle in einer Lastfallkombination nach der SRSS-Regel zu überlagern.
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3300 - Veröffentlicht am:
30.04.2012 - Geändert am:
18.01.2017