Konstruieren Sie Ihre Betondetails mit Zuversicht
B-Bereiche, D-Bereiche, Grenzen von S&T
Die Bemessung und Bewertung von Betonelementen erfolgt in der Regel auf Schnittebene (1D-Element) oder Punktebene (2D-Element). Dieses Verfahren ist in allen Normen für die Tragwerksplanung, z.B. in (EN 1992-1-1), beschrieben und wird in der alltäglichen bautechnischen Praxis angewendet.
Es wird jedoch nicht immer bekannt oder berücksichtigt, dass das Verfahren nur in Gebieten akzeptabel ist, in denen die Bernoulli-Navier-Hypothese der ebenen Dehnungsverteilung gilt (sogenannte B-Bereiche). Die Stellen, an denen diese Hypothese nicht zutrifft, werden als Diskontinuität oder gestörte Bereiche (D-Bereiche) bezeichnet. Dies sind z.B. tragende Bereiche, Teile mit konzentrierten Lasten, Stellen, an denen eine abrupte Querschnittsänderung auftritt, Öffnungen usw. Bei der Bemessung von Betonstrukturen treffen wir auf viele andere D-Bereiche wie Mauern, Brückenquerschnitte, Konsolen usw.
Trotz der Entwicklung von Rechenwerkzeugen in den letzten Jahrzehnten wird die "Strut-and-Tie"-Methode immer noch ziemlich häufig in Handberechnungen verwendet. Die Anwendung auf reale Strukturen ist zeitaufwendig, da mehrere Iterationen erforderlich sind und mehrere Lastfälle berücksichtigt werden müssen. Außerdem ist dieses Verfahren nicht geeignet zum Nachweis von Gebrauchstauglichkeitskriterien (Verformungen, Rissbreiten etc.).
Das Interesse der Bauingenieure an einem zuverlässigen und schnellen Werkzeug zur Bemessung von D-Bereichen führte zu der Entscheidung, eine brandneue Methode zu entwickeln, die die automatische Bemessung und Bewertung von tragenden Betonbauteilen unter Belastung in der Ebene ermöglicht. Alles verpackt in einer benutzerfreundlichen Anwendung.
In enger Zusammenarbeit mit der Universität ETH Zürich haben wir eine Methode namens Compatible Stress Field Method (CSFM) für die Bemessung von Diskontinuitätsbereichen entwickelt, gründlich getestet und in die IDEA StatiCa Concrete-Anwendung implementiert. Die Methode basiert auf der Finite-Elemente-Analyse und verwendet nur grundlegende Materialparameter, die in der Standardbemessung von Beton verwendet werden. CSFM überwindet die Grenzen klassischer Bemessungstools und behält gleichzeitig die Vorteile von Spannungsfeldern und "Strut-and-Tie"-Modellen.
Lesen Sie mehr über den Vergleich der Strut-and-Tie-Methode und CSFM.
Sehen Sie, wie Professor Kaufmann von der ETH Zürich die CSFM erklärt
CSFM wurde jahrelang getestet
Um die Einführung von CSFM in der konservativen Gemeinschaft von Bauingenieuren zu erleichtern, wurde die Methode mehrere Jahre lang gründlich getestet. Dabei spielte die Zusammenarbeit mit der ETH Zürich die Schlüsselrolle. Hunderte von analytischen Tests wurden durchgeführt, um die Genauigkeit aller GZT- und GZG-Nachweise zu überprüfen, die von zahlreichen Normen gefordert werden.
Die Ergebnisse dieser Tests wurden mit einer Vielzahl von analytischen Lösungen, Bemessungsnormen und experimentellen Ergebnissen verglichen und zeigen eine gute Übereinstimmung mit allen. Die Ergebnisse für die Grenzlast (Festigkeit) stimmen sehr gut überein und sind auf der sicheren Seite. Auch die Ergebnisse bei der Verformung sind gut und der Fehler ist hauptsächlich auf der sicheren Seite.
Alle wichtigen Tests und Verifizierungsbeispiele wurden im neuen CSFM-Verifizierungsbuch veröffentlicht. Sie können es online auf Payhip.com kaufen
Neben der Zusammenarbeit mit der ETH Zürich werden viele Verifzierungs- und Validierungstests mit der TU Brünn durchgeführt.
Theoretischer Hintergrund zur Erklärung der Annahmen
Um die CSFM-Prinzipien und -Annahmen sowie -Einschränkungen besser zu verstehen, ist es definitiv hilfreich, Ihre Zeit in den theoretischen Hintergrund für Betonanwendungen zu investieren. Es bietet die Hauptideen des Verifizierungsbuchs in komprimierter Form.
Sie werden selbst erfahren, wie die Methode mit der Bewehrungsbemessung umgeht oder den Finite-Elemente-Ansatz umsetzt. Im theoretischen Hintergrund finden Sie alle wichtigen Nachweise des Strukturelements für den Grenzzustand der Tragfähigkeit und den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit. Wenn Sie also verstehen möchten, wie die CSFM Rissbreiten, Durchbiegungsnachweise oder Formate des Sicherheitsfaktors behandelt, ist theoretischer Hintergrund der richtige Ausgangspunkt.
Verifizierungsartikel mit hervorragender Ausrichtung
Beide Universitätsteams haben in Zusammenarbeit mit IDEA StatiCa-Experten mehrere Artikel und wissenschaftliche Artikel mit den Ergebnissen ihrer Experimente und Tests zusammengestellt und veröffentlicht. Ihre Ergebnisse wurden auf verschiedenen internationalen Veranstaltungen präsentiert.
Sie können sich in unserem Support Zentrum Verifizierungsbeispiele und Forschungsarbeiten anschauen, um sie mit eigenen Augen zu sehen.
IDEA StatiCa für alle Beton-Ingenieure
Die Ergebnisse einer gründlichen Validierung des CSFM beweisen, dass die Methode sicher, genau und zuverlässig ist. Die Testergebnisse stimmten perfekt mit theoretischen Modellen überein. Die CSFM ermöglicht es Statikern, jede Betonstruktur, die als zweidimensionales Element modelliert werden kann, zuverlässiger und effizienter zu konstruieren und zu bewerten als mit anderen Bemessungsmethoden.
Verifizierungen, Bemessungsannahmen und Artikel werden veröffentlicht und stehen der Engineering-Community zur Verfügung. Wir empfehlen Ihnen, unsere gesamte Validierungs- und Verifizierungsdokumentation durchzugehen, unsere Kunden zu fragen und nicht zuletzt die Software selbst auszuprobieren.
Daneben möchten wir alle unsere Nutzer herausfordern – testen Sie unsere Software, vergleichen Sie unsere Ergebnisse mit Ihren Handberechnungen oder anderen Softwareanalysen und teilen Sie uns Ihre Vergleiche, Ergebnisse und Erkenntnisse mit. IDEA StatiCa macht Ihre Bemessungs-Workflows schneller und genauer, und die Sicherheit steht an erster Stelle!
