Bemessung für Durchstanzen

  Es ist möglich, Deckenplatten oder Fundamentplatten für das Durchstanzen infolge Einzel lasten und Reaktion von Stützen, Pfählen oder Auflagern zu bemessen. Die Bemessung wird nach 4 verschiedenen Normen durchgeführt: ACI, DIN 1054, EC2 und ECP.

 

Flexibilitätskoeffizienten für innere Knoten

 

Für starre und elastische Platten ist es nützlich, den Flexibilitätskoeffizienten des inneren Knotens im kennzeichnenden Punkt für die belastete Fläche auf diesem Knoten zu bestim men. Dagegen ist es für das schlaffe Fundament sinnvoll, den Flexibilitätskoeffizienten des inneren Knotens in diesem Knoten zu bestimmen.

Jetzt ist es möglich, den Flexibilitätskoeffizienten des inneren Knotens infolge einer gleich förmig belasteten Fläche in diesem Knoten zu bestimmen Bild B-3

 

- im kennzeichnenden Punkt der belasteten Fläche, in welchem die schlaffe Setzung gleich der starren Setzung ist.

- im Mittelpunkt der belasteten Fläche, in welchem die maximale Setzung auftritt.

- im inneren Knoten auf der belasteten Fläche.

 

Flexibilitätskoeffizienten für äußere Knoten

  Frühere Versionen von ELPLA bestimmen die Flexibilitätskoeffizienten für sowohl innere als auch äußere Knoten aus der Annahme, dass gleichförmige Flächen diesen Knoten belasten. Diese Annahme benötigt das Prinzip der Superposition zum Bestimmen der Flexibilitäts koeffizienten. Jetzt ist es möglich, wahlweise die Flächenlasten auf dem äußeren Knoten mit Punktlasten umzusetzen (Bild B-3). Auf diese Weise muss das Programm das Prinzip der Su perposition nicht bei der Berechnung verwenden. Damit erfolgt die neue Berechnung viel schneller als die alte und ist folglich schneller und effizienter für Probleme, die ein gro ßes FE-Netz enthalten.

In ELPLA ist sowohl das geschichtete Baugrundmodell als das auch isotrope elastische Halbraum-Baugrundmodell für alle Berechnungsverfahren verfügbar. Das isotrope elastische Halbraum-Baugrundmodell wurde für die folgenden Verfahren hinzugefügt:

Verfahren 4: Berechnung mit variablem iterativ verbessertem Bettungsmodul
Verfahren 6: Steifemodulverfahren für den beliebig geschichteten Baugrund (Iteration)
Verfahren 8: Steifemodulverfahren für die starre Platte (Bild B-1)
Verfahren 9: Steifemodulverfahren für die schlaffe Platte.

Bild B-1 Menü "Berechnungsverfahren"

Die Tragfähigkeitsbeiwerte zur Bestimmung des Grundbruchs kön nen wahlweise entspre chend verschiedenen Normen und Autoren definiert werden. Diese Beiwerte werden benötigt, um die nicht­lineare Berechnung des Baugrunds durchzuführen. Die Tragfähigkeits beiwerte werden defi niert nach (Bild B-2):

- Deutsche Norm DIN 1054
- Eurocode EC 7
- Ägyptischer Code ECP
- Terzaghi
- Meyerhof

Bild B-2 Menü "Tragfähigkeitsbeiwerte"

 

Wenn der Abstand zwischen zwei Knoten zu groß ist, wird die Setzung eines Knotens infolge einer Last auf dem anderen Knoten klein genug, um vernachlässigt zu werden. Um die Zeit zu reduzieren, die dafür benötigt wird, die Flexibilitätskoeffizienten für große Platten zu bestimmen, kann ein Grenzabstand zwischen den Knoten i und j zur Berechnung der Flexibi litätskoeffizienten c(i, j) definiert werden (Bild B-3).

Bild B-3 Menü "Flexibilitätskoeffizienten"

Elastische Setzung und Konsolidationssetzung können mit Verwendung ihrer tatsächlichen Eigenschaften bestimmt werden, wobei die Eigenschaften des Bodens der einzelnen Schich ten definiert werden mit:

- Steifemodul Es (1/mv)

- Elastizitätsmodul E

- Kompressionsbeiwert Cc.

Diese Option ermöglicht eine Berechnung von Platten auf konsolidiertem Ton mit den ver schiedenen Berechnungsverfahren, die in ELPLA verfügbar sind (Bild B-4). Auch muss der Benutzer keinen Bodenparameter in einen anderen umwandeln. Bei Eingabe von Bodeneigenschaften mit Elastizitätsmodul E kann die Poissonzahl νs für jede Schicht anders sein.

Bild B-4 Menü "Baugrunddaten"

Verschiedene Elementtypen wurden entwickelt, um das FE-Netz der Platte nach dem Grid-based- Ansatz für sowohl dreieckige als auch rechteckige Elemente und nach.

Zur Netzgenerierung wurde ein anwenderfreundliches, eingebettetes Programm entwickelt. Die wesentlichen Merkmale dabei sind:

- Ein FE-Netz für quadratische, rechteckige und unregelmäßige Platten mit Verwen dung von 6 verschiedenen Typen von Netzen kann generiert werden (Bild B-5).
- Das FE-Netz für Kreisplatten und Ringplatten mit Verwendung von 8 verschiedenen Typen von Netzen kann generiert werden (Bild B-6).
- Es kann eine unregelmäßige Platte mit Löchern und Bogengrenzen mit Verwendung eines verfeinerten Netzes dargestellt werden (Bild B-7).
- Es ist möglich, unregelmäßige Platten mit gemeinsamen rechteckigen, quadratischen, viereckigen und dreieckigen finiten Elemente gleichzeitig für die Platte zu verwenden (Bild B-8).
- Es ist möglich, Bezugspunkte und Bezugslinien in der Platte zu definieren (Bild B-9). Bezugspunkte und Bezugslinien werden verwendet, um die Trägerpositionen, Stützen, Pfähle usw. auf der Platte zu definieren. Bei jeder Netzgeneration werden die Knoten des FE-Netzes automatisch angepasst. Dies liefert die Flexibilität, um Änderungen im FE-Netz vorzunehmen ohne die Trägerpositionen, Stützen, Pfähle usw. umdefinieren zu müssen.
- Es ist möglich, das Netz in einer bestimmten Zone, z.B. um Stützen, zu verfeinern, um die Konzentration der Spannungen, Momente und Setzungen in dieser Zone zu zeigen (Bild B-10).
- Es ist möglich, die Dimension des FE-Netzes zu optimieren. Mit der Option "glattes Netz" erhalten alle Elemente fast dieselbe Fläche.
- Das FE-Netz kann in getrennten Elementen angezeigt werden (Bild B-11).

Bild B-5   Generierungstyp für quadratische, rechteckige und unregelmäßige Platten

Bild B-6   Generierungstyp für Kreisplatten und Ringplatten

Bild B-7   Unregelmäßige Platte mit dreieckigen finiten Elementen

Bild B-8   Unregelmäßige Platte mit gemeinsamen rechteckigen, quadratischen,

viereckigen und dreieckigen finiten Elementen

Bild B-9   Bezugspunkte und Bezugslinien im FE-Netz

Bild B-10   Verfeinerung des Netzes um einen bestimmten Knoten

Bild B-11   FE-Netz in getrennten Elementen

 

Einfache schrittweise Wizard-Assistenten gibt es bei verschiedenen Aufgaben, wie Eingabe daten zu erstellen, vorhandene Daten umzudefinieren oder das FE-Netz zu generieren. Der Wizard-Assistent vereinfacht den Prozess mit Hilfe der Standard- und vertrauten Wizard-Oberfläche. Ein Wizard-Assistent ist eine Reihe von Menüs in einem speziellen Fenster, die Ihnen durch eine Aufgabe helfen. Der Wizard-Assistent wird überall in Windows und bei vielen Windows Anwendungen verwendet. Die Wizard-Oberfläche ist ideal, wenn Sie so wenig wie möglich über die Aufgabe wissen wol len. Mit dem  Wizard-Assistenten klicken Sie auf "Weiter", um die Aufgabe auszuführen. Bild B-13 zeigt ein Beispiel für den Wizard-Assistenten bei Festlegung der Berechnungsverfah ren.

Bild B-13   Menü "Berechnungsverfahren" beim Wizard-Assistenten

 

Die Dateien der Eingabedaten, Zwischenergebnisse oder Endergebnisse für ein Projekt kön nen jetzt wahlweise in einer komprimierten Datei gespeichert werden. Statt Hunderte von Datendateien zu speichern, können Sie jetzt eine automatisch komprimierte Datei für jedes Projekt haben. Dies macht es leichter, anderen Personen Projekte zuzusenden oder Ihre eige nen Dateien einfach zu verwalten. Es reduziert auch die Menge an Speicherplatz, um alle  Datendateien zu speichern. Die komprimierte Datei ist Zip-kompatibel und erlaubt, die Da ten dateien manuell mit Verwendung von WinZip oder anderen Datenkompressionswerk zeu gen zu extrahieren (Bild B-15).

Bild B-15   Menü "Projektdateien komprimieren"

 

Viele Menüeinträge und Symbolleisten sind modifiziert worden, um die Befehle leichter zu verwenden:

 

- Die meisten Menüs und Popup-Menüs in ELPLA haben Ikonen, um den Befehl leicht zu identifizieren (Bild B-17).
- Neue Symbolleisten sind in ELPLA für den schnelleren Zugang zu vertrauten Befeh len hinzugefügt worden. Diese Symbolleisten können irgendwo im ELPLA-Fenster erstellt oder vor der Ansicht versteckt werden (Bild B-16).

 

Bild B-16   Symbolleisten können irgendwo im ELPLA-Fenster erstellt werden

Bild B-17   Menü "Graphik" mit Ikonen

 

- Einstellung der Linienformate im Programm ELPLA-Daten und ELPLA-Graphik sind gleich (Bild B-18).
- Einstellung der Maximalordinate im Programm ELPLA-Daten und ELPLA-Graphik sind gleich (Bild B-19).
- Einstellung der Füllfarbe im Programm ELPLA-Daten und ELPLA-Graphik sind gleich (Bild B-20).
- Die Grenzen zwischen den Isozonen sind verbessert (durchgehend glatt) (Bild B-21).
- Es ist möglich, Träger in isometrischer Darstellung mit tatsächlicher Größe zu zeich nen (Bild B-22).
- Jeder Trägertyp hat eine Einheitsfarbe, um das Trägersystem leicht zu identifizieren (Bild B-22).

Bild B-18   Linienformate im Programm ELPLA-Daten und ELPLA-Graphik

haben dieselbe  Einstellung

Bild B-19   Maximalordinate im Programm ELPLA-Daten und ELPLA-Graphik

mit derselben  Einstellung

Bild B-20   Füllfarbe für ELPLA-Daten und ELPLA-Graphik mit derselben Einstellung

Bild B-21   Die Grenzen zwischen den Isozonen sind glatt

Bild B-22   Träger in isometrischer Darstellung mit tatsächlicher Größe

 

- Es ist einfach, den erforderlichen Schnitt zu definieren, wobei ein Plan der Platte mit dem gewählten Schnitt beim Definieren dieses Schnitts angezeigt wird (Bild B-23).
- Im Diagramm kann gezeichnet werden; eine Legende zeigt den Plan des FE-Netzes mit einer Linie zum Anzeigen des gewählten Schnitts (Bild B-24).
- Es ist möglich, ein Diagramm an jedem Schnitt der Platte zu zeichnen (Bild B-24).
- Es ist möglich, Diagramme vom Programm ELPLA Schnitt nach Microsoft Excel zu exportieren (Bild B-25).
- Es ist möglich, ein Diagramm im Programm ELPLA-Graphik mit der Maus zu definieren und es an ELPLA Schnitt zu senden (Bild B-26).

Bild B-23   Menü "Schnitt in x-Richtung"

Bild B-24   Ein Diagramm mit Legende zeigt den Plan des FE-Netzes

Bild B-25   Diagramm von ELPLA in MS-Excel

Bild B-26   Definieren eines Diagramms im Programm ELPLA-Graphik

 

- Es ist möglich, eine Polygonlast mit variablen Ordinaten zu definieren, um Damm lasten oder Dammaufschüttungslasten darzustellen (Bild B-27).
- Es ist möglich, Linienmomente zu definieren, um Momente von Wänden oder Linien auflager darzustellen (Bild B-27).
- Punktlast traf in Wirklichkeit nie genau zu. Wenn eine Punktlast eine Stützenlast auf einem Netz von verfeinerten finiten Elementen darstellt, wird der Moment unter der Stütze höher als der reelle Moment sein. Um die Wirkung der Lastverteilung durch die Plat tendicke anzunehmen, muss die Stützenlast außen im Winkel von 45 [°] von der Stützenseite bis zum Erreichen der Mittellinie der Platte verteilt werden. Jetzt ist es möglich, dieses Problem durch Umwandeln der Punktlast in eine äquivalente gleichförmige Last über einer geeigneten Fläche zu überwinden (Bild B-28).

Bild B-27   Polygonlast mit variablen Ordinaten und Linienmoment

Bild B-28   Verteilung der Stützenpunktlast über einer geeigneten Fläche

 

- Es ist möglich, Stützendimensionen zu definieren, um die Stütze für das Durchstanzen zu bemessen und eine Stützeneinzellast in eine äquivalent verteilte Last umzuwandeln (Bild B-29).
- Der Stützenquerschnitt kann mit Stützenlast gezeichnet werden (Bild B-29).
- Es ist möglich, Stützenquerschnitte in farbigen Gruppen zu zeichnen, um die Stützen kapazität leicht zu identifizieren (Bild B-30).
- Die Durchstanzfläche kann nach der angegebenen Norm des Entwurfs mit Stützen querschnitt angezeigt werden (Bild B-31).

Bild B-29   Stützenquerschnitte mit Stützenlasten

Bild B-30   Stützenquerschnitte in farbigen Gruppen

Bild B-31   Durchstanzflächen nach ACI mit Stützenquerschnitten

 

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