Wände können nach verschiedenen Kriterien wie Material, Verwendungszweck oder Tragfunktion sortiert werden. Wenn wir uns auf die materielle Sichtweise konzentrieren, können Wände aus Stahl, Holz, Verbundwerkstoffen gebaut werden, aber wir werden auf Betonwände, ihre Vorteile und ihre Bemessung in der Praxis zielen.

Betonwände sind Bestandteil fast aller Bauwerke wie Brücken, Gebäude oder Regenrückhalte- und Rückhaltebecken. Für die Erhaltung der langfristigen Nutzungsdauer des Bauwerks ist es wichtig, Rissbreiten, unzulässige Verformungen, Standsicherheit oder rheologische Wirkung des Betons abzudecken. Die genannten Effekte sind in die Schnittgrößen einzubeziehen, die nach den Normen bewertet werden. Schauen wir mal, wie uns das bei den Anwendungen aus der Familie IDEA StatiCa helfen könnte.

Wände in RCS

Die Entwicklung der Finite-Elemente-Methode ermöglicht es uns, jede beliebige Form der Struktur zu berechnen. Die Hauptfrage ist dann, wie man die Ergebnisse der Analyse interpretiert und die Normnachweise der Schalen/Wänden richtig durchführt.

Für häufig verwendete Elemente oder Teile der Strukturen verwenden die meisten Ingenieure ihre eigenen Excel-Tabellen, die sie selbst codiert haben. Aber was passiert, wenn das neue Projekt kommt und die Excel-Tabelle unzureichend erscheint?

Momentan stehen zwei Optionen zur Verfügung. Ein weiteres Tool zum Normnachweis haben oder die Suche nach der neuen Software beginnen, die nicht die Nachteile einer Excel-Tabelle hat.

Die Gesamtanalyse ist durchgeführt und die Schnittgrößen an der Wand können 1:1 in IDEA StatiCa RCS eingefügt werden. Schnittgrößen aus der Gesamtberechnung werden nach Baumanns Theorie der Bemessungsschnittgrößen, wobei der Einfluss des Schubspannungsflusses in der Wand für die Bemessung der Bewehrung berücksichtigt wird. Die letzten Schritte bestehen darin, die Bewehrung zu platzieren, die Norm auszuwählen und die Analyse auszuführen. 

Der Stabilitäts-Normnachweis sollte in der globalen FEM-Analyse durchgeführt werden, um das Beulen der Wand zu verhindern. Dieser Normnachweis steht nicht im Menü der Normnachweise in IDEA StatiCa RCS. Weitere Informationen zur Methode und Analyse der Wände finden Sie im theoretischer Hintergrund RCS für 2D-Teile .

Den gleichen Ansatz verfolgte einer unserer Kunden bei einem Projekt in Großbritannien, bei dem neben der Wandhöhe auch die Schnittgrößen einbezogen wurden. Aus diesem Grund sollte die Wand als 1D-Teil in RCS überprüft werden. Der detaillierte Arbeitsablauf der Analyse und der Normnachweis ist in der Fallstudie Curved shear Wand design, UK veröffentlicht.

Wände in BIM

In diesem Moment würden Sie wahrscheinlich alle sagen: "Warum sollten wir uns mit dem Kopieren von Schnittgrößen beschäftigen, wenn wir die elegante Lösung über BIM nutzen könnten."

BIM ist schon seit vielen Jahren eines der großen Themen und auch wir von IDEA StatiCa folgen diesem Strom. Software wie  Midas Civil und AxisVM unterstützen den Export von 2D-Schalen/Wänden über BIM-Link zu IDEA StatiCa. Der Workflow beginnt mit der Berechnung der Schnittgrößen im globalen FEM-Programm und folgt anschließend dem Export über BIM-Link zu IDEA StatiCa BIM, wo ein Teil oder die gesamte Struktur exportiert wird. 

Die BIM-Schnittstelle dient zur Auswahl der gewünschten Norm, des nationalen Anhangs und der letzte Schritt ist der Normnachweis des Grenzzustands der Tragfähigkeit und des Grenzzustands der Gebrauchstauglichkeit. Das Aktualisieren und Wiederherstellen der Ergebnisse in IDEA aufgrund von Laständerungen in der FEM-Software stehen zur Verfügung und sorgt für einen schnellen Optimierungsprozess. Alle Einstellungen der Schnitte, Bewehrung oder die Norm bleiben erhalten. Der Prozess spart Zeit und Geld in den Projekten.

Wände in IDEA StatiCa Detail

Wie gehen wir mit Wänden um, die nicht zum Standard passen, wie Wände mit großen Öffnungen oder nicht standardmäßiger Form?

Tatsächlich haben wir die Antwort und es ist unser IDEA StatiCa Detail. Die in dieser Anwendung verwendete neue Methode CSFM (Compatible Stress Field Method) führt eine einzigartige Lösung von sogenannten D-Bereichen, auch als Diskontinuitätsbereiche bekannt, ein. Zu den D-Bereichen passen die ausgeklinkten Enden, Rahmenecken, Wände mit Öffnungen. Die physikalisch nichtlineare 2D-Lösung der ebenen Spannungen unter dem Schild der CSFM bietet dem Ingenieure das leistungsstarke Werkzeug zur Analyse und hauptsächlich zum Normnachweis der Struktur. Das Unternehmen www.betkoprojekt.sk setzte die CSFM in einem Bereich ein, in dem andere Tools nicht ausreichten.

Der Teil des Projekts war die Analyse und der Normnachweis der kritischen Stelle, an der Kräfte von der Stahlfachwerkkonstruktion auf die Betonwand übertragen wurden. Das Problem trat im oberen linken Teil der Wand auf, wo der Normnachweis für Betonkegelausbruch nicht erfüllt war. Die Berechnung wurde in der Anwendung IDEA StatiCa Connection durchgeführt, wo ein gerissenes und unbewehrtes Modell des Betons basierend, auf der Theorie von Winkler, verwendet wird. Die Kräfte in den Ankern wurden in IDEA StatiCa Detail auf die Wand übertragen, wo die Bewehrung aufgebracht wurde und die Kräfte durch Stahlmatten und zusätzliche Bewehrung übertragen wurden. Aufgrund des komplexen Modells wurde der Bereich der Verankerung und sämtlicher Modellcode - nach GZT und GZG überprüft. Die erweiterte CSFM-Analyse bestätigte die Zuverlässigkeit der Verankerung und der gesamten Struktur.

Der gesamte Workflow wurde im Webinar Cast in situ wall – Ruzomberok (Slowakei) abgebildet und verwendet. Die Aufzeichnung steht unter dem oben genannten Link kostenlos zur Verfügung.

Zusammenfassung  

Betonwände sind ein großes, komplexes Thema, das Ingenieure dazu ermutigt, Leidenschaft für Bemessung und Ingenieurskunst zu zeigen. Unser Ziel war es, Ihnen anhand verschiedener IDEA StatiCa-Anwendungen verschiedene Ansätze für die Bemessung und den Normnachweis dieser Elemente aufzuzeigen, bei denen Wände aus einer komplexen Sicht gelöst werden können.

Probieren Sie die Wände in IDEA StatiCa selbst aus. Testen Sie unsere neueste Version von IDEA StatiCa Concrete 14 Tage lang absolut KOSTENLOS. Und lassen Sie uns Ihr Feedback auf jeden Fall wissen! Wir sind immer daran interessiert, von Ihren Erfahrungen zu hören.