Vorschau | AxisVM-Tutorial - IngWare GmbH

INHALT
EINLEITUNG...........................................................3
AxisVM.........................................................................3
Tutorial..........................................................................3
ALLGEMEINE BEDIENUNG VON AXISVM........................4
Erzeugen neuer Modelle / Dateiverwaltung.................4
Aufteilung des Bildschirms...........................................5
Arbeitsfläche 5
Infopalette 5
Koordinatenpalette 6
Allgemeine Funktionen 6
Menüs 7
Register 8
Vertikale Symbolleiste 9
Ansichts-Symbolleiste 9
Schnellschalter 10
Statuszeile 11
Einstellungen..............................................................11
Grundeinstellungen 11
Einheiten 12
Darstellung 13
Service 13
Grundlegende Bedienung..........................................13
Klicken / Zeigen 13
Cursor-Icons 13
Geometrie und Elemente 14
Definieren und Ändern 14
Markierungs-Symbolleiste 14
Wechsel zwischen Registern 14
Details 15
Geschosserkennung 15
Tabellen 16
Objekte Löschen 16
Hot-Keys (Tastaturbefehle) 16
TUTORIAL TEIL 1 – EBENER RAHMEN.......................17
Aufgabenstellung........................................................17
Geometrie...................................................................18
Elemente (Bauteile)....................................................19
Lasten.........................................................................22
Definition der Lastfälle und Lastfallgruppen 22
Definition der Lasten 23
Manuelle Definition von Lastfallkombinationen 25
Berechnung................................................................26
Ergebnisse und Auswertung.......................................27
Lastfall, Kombinationen und Grenzwerte 27
Ergebniskomponenten 28
Darstellungsweise 29
Überhöhung 29
Automatische Beschriftung 29
Manuelle Beschriftungen 30
Zusammenfassung der Ergebnisse für Linienelemente 30
Darstellung mehrerer Fenster 30
Drucken......................................................................31
Bildausschnitt wählen 31
Druckdialog 31
Zeichnungen und Ausgaben erstellen........................32
Zeichnungen 32
Ausgabenzusammenstellung 32
TUTORIAL TEIL 2 – RÄUMLICHE STABSTATIK...............33
Aufgabenstellung........................................................33
Geometrie und Elemente...........................................34
Rahmen kopieren 34
Aussteifungen und Windverbände 35
Dachträger einführen 36
Knotenlager ändern 39
Anpassung der Gelenke 40
Details........................................................................41
Definition und Handhabung von Details 41
Eigenschaften und Verhalten von Details 42
Lasten.........................................................................42
Definition der Lastfälle und Lastfallgruppen 42
Definition der Lasten 42
Berechnung................................................................45
Stahlbemessung.........................................................46
Bemessungsparameter 46
Ergebnisse 46
Holzbemessung..........................................................48
Bemessungsparameter 48
Ergebnisse 48
TUTORIAL TEIL 3 – FLÄCHENSTATIK..........................50
Aufgabenstellung........................................................50
Geometrie und Elemente...........................................51
Vorbereitung des Modells 51
Eingabe der Geometrie 52
Definition von Bereichen 53
Lagerung der Bodenplatte 54
Gelenke für Bereiche 54
Objekt-Modellierer......................................................55
Wand 55
Stütze 56
Eingabe einer Fundamentvertiefung 56
Decke 57
Unterzug 57
Visuelle Kontrolle 58
Eingabe Obergeschoss 58
Logische Details und Geschosserkennung................59
Lasten.........................................................................59
Statische Lasten 59
Bewegliche Lasten 59
Netzgenerierung.........................................................59
Berechnung................................................................59
Ergebnisse.................................................................59
Segmentschnitte und Schnittebenen 59
Stahbetonbemessung – Flächen................................59
Stahlbetonbemessung – Unterzüge...........................59
Stahlbetonbemessung – Stützen...............................59
GRUNDSÄTZE DER MODELLIERUNG............................60
WEITERE HINWEISE UND INFORMATIONEN...................61
AXISVM-TUTORIAL
2 Copyright by IngWare GmbH

EINLEITUNG
AXISVM
AxisVM ist ein Werkzeig für Bauingenieure für die statische und dynamische Berechnung von Bauwerken mit
der Methode der finiten Elemente. Die intelligente grafische Oberfläche unterstützt den Anwender bei der
Eingabe, Berechnung und Auswertung von einfachen, wie auch komplexen räumlichen Modellen. Dabei
können Stab- und Flächentragwerke, sowie unterschiedliche Materialien beliebig kombiniert werden.
Funktionsumfang
AxisVM bietet unter Anderem folgende Möglichkeiten.
Berechnung beliebiger ebener und räumlicher Stabtragwerke
Berechnung beliebiger ebener und räumlicher Flächentragwerke
Kombination verschiedener Materialien (Beton, Mauerwerk, Stahl, Holz)
Bemessung für Bauteile in Beton, Stahl und Holz
Lineare und Nichtlineare statische Berechnung
Berechnung von Eigenschwingungen
Erdbebenberechnung nach Antwortspektren-Verfahren
Dynamische Berechnung (Time-History-Analyse)
TUTORIAL
Das vorliegende Tutorial soll den Einstieg in AxisVM erleichtern. Es zeigt den grundsätzlichen Aufbau der
Oberfläche sowie typische Vorgehensweisen bei der Eingabe, der Berechnung und der Auswertung von
Hochbauten. Die hier gezeigten Verfahren können sinngemäss auch auf andere Bauwerkstypen
(z.B. Brücken) angewendet werden. Das Tutorial soll den Einstieg in die Arbeit mit AxisVM aufzeigen und
stellt keinen Anspruch darauf alle Möglichkeiten von AxisVM zu vermitteln.
Das Tutorial ist in mehrere Teile gegliedert, welche aufeinander aufbauen.
Der erste Teil zeigt die Eingabe, Berechnung und Auswertung eines
ebenen Rahmens. Dabei wird die grundsätzliche Bedienung von
AxisVM aufgezeigt.
Definition von Stäben
Definition von Knotenlagern
Eingabe einfacher Lasttypen
Auswertung der Ergebnisse der statischen Berechnung für Stäbe
Im zweiten Teil wird der bereits behandelte Rahmen zu einen
räumlichen Stabtragwerk erweitert.
Stabilität von Modellen
Querschnittseditor
Eingabe weiterer Lasttypen
Bemessung von Bauteilen in Stahl und Holz
Im dritten Teil wird die vorhandene Struktur mit einem Kopfbau
ergänzt.
Definition von Flächenbauteilen
Elementverbingungen (Gelenke)
Objekt-Modellierer
Auswertung der Ergebnisse für Flächenbauteilen
Bemessung von Bauteilen in Beton (Flächen, Unterzüge, Stützen)
AXISVM-TUTORIAL
EINLEITUNG 3 Copyright by IngWare GmbH

TUTORIAL TEIL 1 – EBENER RAHMEN
AUFGABENSTELLUNG
Das Beispiel des ersten Teils dieses Tutorials zeigt einen ebenen Rahmen mit unten eingespannten Stützen
und einem gelenkig eingehängten Fachwerk-Binder. Als Belastung sollen verschiedene Linien- und
Einzellasten eingegeben werden. Detaillierte Angeben zu den Abmessungen, Eigenschaften und
Lastintensitäten sind in den entsprechenden Kapiteln zu finden.
Im Folgenden wird die Eingabe, Berechnung und Auswertung des abgebildeten Rahmens beschrieben.
Geometrie und Elemente
Eingabe der Geometrie
Definition der Profile und der Gelenke
Definition der Auflager (Knotenlager)
Lasten
Definition der Lastfälle und Festlegung des Lastsystems (Kombinations-Vorschriften)
Linienlasten auf Stäbe
Einzellasten auf Stäbe und Knotenlasten
Berechnung
Lineare statische Berechnung 1. Ordnung
Auswertung
Lastfälle, Lastfallkombinationen und Grenzwerte
Stabbeanspruchung (Schnittkräfte) am Gesamtsystem und an Einzelstäben
Stabspannungen
Lagerreaktionen
Automatische und manuelle Beschriftung und Bemassung
AXISVM-TUTORIAL
TUTORIAL TEIL 1 – EBENER RAHMEN 17 Copyright by IngWare GmbH

ZEICHNUNGEN UND AUSGABEN ERSTELLEN
In AxisVM können mehrere Darstellungen zu einer Ausgabe zusammengestellt werden. Auf diese Weise
können beliebige Eingaben und Ergebnisse dokumentiert und in einem Arbeitsschritt gedruckt werden.
ZEICHNUNGEN
Die Funktion "Ansicht in Zeichnungsbibliothek speichern" erzeugt (nach der Eingabe eines Namens )
aus der aktuellen Darstellung im Arbeitsbereich eine Zeichnung, welche später in eine Ausgabe
eingefügt werden kann.
Alle erstellten Zeichnungen können mit Hilfe der Zeichnungsbibliothek verwaltet (Umbenennen,
Löschen) wenden. Zudem können Zeichnungen mit Hilfe des Pulldown-Menüs ( ) am Bildschirm
aufgerufen werden.
Alle erstellten Zeichnungen werden mit den Modellanpassungen automatisch nachgeführt. Enthält eine
Zeichnung Resultate, wird die Zeichnung als "nicht vorhanden" bezeichnet, bis eine Neuberechnung
durchgeführt wird.
AUSGABENZUSAMMENSTELLUNG
In der "Ausgabenzusammenstellung"
werden
die einzelnen Zeichnungen zu
einem gesamten Dokument
zusammengefasst.
Unten links wird der Inhalt der
Zeichnungsbibliothek gezeigt. Direkt
darüber befindet sich die aktuelle
Ausgabe. Die einzelnen
Zeichnungen können in die Ausgabe
eingefügt werden ( ).
Neben den Zeichnungen können
Ausgaben auch weitere Elemente
enthalten.
"Kapitel" sind Ordner, welche
zur besseren Übersicht bei
der Zusammenstellung von
Ausgaben dienen. Die Namen
der Ordner werden in der Ausgabe als Zwischenüberschriften verwendet.
Mit dem integrierten Texteditor kann der Ausgabe ein beliebiger Text hinzugefügt werden.
Die Anordnung der einzelnen Einträge auf den Seiten der Ausgabe kann mit manuell eingefügten
Seitenumbrüchen festgelegt werden.
Mit Hilfe der Schaltfläche "Einstellungen" können die
Druckparameter (z.B. Masstab, Anordnung auf der Seite)
für jede einzelne Zeichnung festgelegt werden.
Die Beschriftung der Zeichnung kann ebenfalls geändert
werden. Als Vorgabe wird der Zeichnungsname
verwendet.
AXISVM-TUTORIAL
TUTORIAL TEIL 1 – EBENER RAHMEN 32 Copyright by IngWare GmbH

TUTORIAL TEIL 2 – RÄUMLICHE STABSTATIK
AUFGABENSTELLUNG
Im zweiten Teil des vorliegenden Tutorials soll der eingegeben Rahmen kopiert und zu einer Halle ergänzt
werden.
Im Folgenden wird die Ergänzung des eingegeben Rahmens zu einer vollständigen Halle und deren
Berechnung beschrieben.
Geometrie und Elemente
Kopieren des vorhandenen Rahmens
Definition der Querträger und der Windverbände
Erzeugung von Details
Lasten
Flächenlasten auf Linienelemente
Temperaturlasten (gleichmässige Temperaturänderung und Temperaturverlauf über den Querschnitt)
Berechnung
Lineare statische Berechnung 1. Ordnung
Auswertung und Bemessung
Bemessung von Stahlprofilen
Bemessung von Holzträgern
AXISVM-TUTORIAL
TUTORIAL TEIL 2 – RÄUMLICHE STABSTATIK 33 Copyright by IngWare GmbH

Schliesslich soll im Lastfall "Temperatur kombiniert" eine
gleichmässige Temperaturänderung mit einem
Temperaturverlauf über den Querschnitt angenommen
werden. Dazu muss der entsprechende Lastfall aktiviert ( )
werden. Die Auswahl der Pfetten erfolgt nach demselben
Vorgehen (siehe "Temperaturlasten", S. 43).
Werden wie in diesem Beispiel Lasttemperaturen von T 1 = 35°C
und T 2 = 25°C bei T Referenz = 20°C gewählt, wird der Querschnitt im
Mittel um ∆T = (T 1 + T 2)/2 – T Referenz = +10°C erwärmt und erfährt
eine Temperaturdifferenz über den Querschnitt (von oben nach
unten) von δT = T 1 – T 2 = 10°C.
Diese Last überlagert die beiden vorgängig
beschriebenen Effekte. Die Eingabe beider Anteile
(gleichmässige Erwärmung und Temperaturdifferenz
über den Querschnitt) und die Überlagerung der beiden
Lastfälle führt zu demselben Ergebnis.
Temperaturlasten können auch zur Berücksichtigung anderer Effekte verwendet werden. So können z.B.
Zwängungen infolge Schwinden von Betonbauteilen auf eine Temperaturlast (gleichmässige Abkühlung)
umgerechnet werden.
T = T Referenz
−T 1, 2
= cs
T
∆T Wert der gleichmässigen Abkühlung
T Referenz Referenztemperatur
T 1,2 Lasttemperatur T 1,2 = T 1 = T 2
ε cs Schwindmass
Temperaturausdehnungskoeffizient (Materialeigenschaft)
α T
BERECHNUNG
Im Register "Statik" kann die Lineare statische Berechnung gestartet werden. Nach der Berechnung
stehen die Ergebnisse für das räumliche Modell analog zum ebenen Rahmen (siehe "Ergebnisse
und Auswertung", S. 27) zur Verfügung.
Eine nichtlineare Berechnung kann ebenfalls durchgeführt werden. Dies kann aber in jedem
Rechendurchlauf nur eine einzige Lastfallkombination berücksichtigen und erfordert zudem meist eine
grössere Rechenzeit. In vielen Fällen ist es daher ratsam eine lineare Berechnung durchzuführen und z.B.
den Druckausschluss (resp. die vergrösserte Zugkraft) bei den Windverbänden durch eine ergänzende
Handrechnung zu berücksichtigen.
Die Berücksichtigung nichtlinearer Eigenschaften erfordert eine nichtlineare Berechnung.
Zug-, resp. Druckausschluss
Grenzkräfte
Plastische Gelenke
Anfangsöffnung (Kraftübertragung ist erst nach erfolgter Deformation möglich)
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TUTORIAL TEIL 2 – RÄUMLICHE STABSTATIK 45 Copyright by IngWare GmbH

TUTORIAL TEIL 3 – FLÄCHENSTATIK
AUFGABENSTELLUNG
Im dritten Teil des vorliegenden Tutorials soll die Halle mit einem Kopfbau ergänzt werden. Dazu werden
nicht nur linienförmige, sondern auch flächige Elemente benötigt.
Im Folgenden wird die Erweiterung der Halle mit einem Kopfbau und die Berechnung beschrieben.
Geometrie und Elemente
Flächenförmigen Bauteilen (Bodenplatte, Wände, Decken)
Definition von Gelenken für flächige Bauteile
Eingabe einer Fundamentverstärkung
Stützen
Unterzug in Beton
Objekt-Modellierer
Lasten
Flächenlasten auf Bereiche
Bewegliche Lasten
Berechnung
Lineare statische Berechnung 1. Ordnung
Auswertung und Bemessung
Stahlbetonbemessung von Bereichen
Bemessung von Stahlbeton-Riegeln (Unterzüge)
Stützenkontrolle
AXISVM-TUTORIAL
TUTORIAL TEIL 3 – FLÄCHENSTATIK 50 Copyright by IngWare GmbH

VISUELLE KONTROLLE
Mit Hilfe der Darstellungsoption "Verdeckte
Flächen" (vertikale Symbolleiste) kann ein
gerendertes Modell dargestellt werden. Dieses dient
zur visuellen Kontrolle der Eingaben. Insbesondere
kann die Materialisierung und die Grössenordnung der
Abmessungen überprüft werden. Zudem kann die
Vollständigkeit der Eingabe in dieser Ansicht sehr
einfach kontrolliert werden.
Die Bearbeitung des Modells in dieser Ansicht ist zwar
möglich, in den meisten Fällen aber eher mühsam. Es
wird daher empfohlen Ergänzungen und Änderungen in
der "Gitternetz"-Ansicht durchzuführen.
EINGABE OBERGESCHOSS
Mit Hilfe des Objekt-Modellierers soll nun ein weiteres
Geschoss eingegeben werden. Es werden dabei
weitgehend bereits bekannte Funktionen verwendet.
Diese sind im Folgenden nur kurz beschieben,
ausführlichere Anleitungen können unter "Objekt-
Modellierer" (S. 55) nachgeschlagen werden.
Eingabe von Wänden in Mauerwerk.
Material 'MB' aus der Materialdatenbank ( )
Dicke 150 mm
Höhe 3.00 m
Gelenk (Biegegelenk gemäss Voreinstellung) oben
und unten an der Wand
Die Eingabe von Fenstern erfolgt mit dem
Objekttyp "Loch". Für Löcher müssen keine
weiteren Eigenschaften angegeben werden.
Auswahl des Objekttyps "Loch"
Auswahl der Form ( "Rechteck")
Anklicken der Wand für welche die Fenster
eingegeben werden sollen
Beim Anklicken eines Bereichs wird dieser freigestellt
und eine temporäre "Arbeitsebene" (alternatives
Koordinatensystem) eingeführt. Das neue
Koordinatensystem wird in seinem Ursprung farbig
dargestellt (bei Punkt 1 in der nebenstehenden
Abbildung). Es ist zu beachten, dass die Wandebene
neu die X-Y-Ebene darstellt.
Zeigen mit der Maus (ohne zu klicken) auf den
Ursprung der Arbeitsebene (Punkt 1)
(Der relative Ursprung wurde beim Freistellen der
Wand automatisch auf diesen Punkt gesetzt)
Eingabe über die Tastatur
[X], [0.8], [Y], [0.8], [Enter]
[X], [1.5], [Y], [1.2], [Enter] (Fenster 1)
[X], [0.7], [Enter]
[X], [1.5], [Y], [-1.2], [Enter] (Fenster 2)
[X], [0.7], [Enter]
[X], [1.5], [Y], [1.2], [Enter] (Fenster 3)
[Esc] (Abschluss der Eingabe)
AXISVM-TUTORIAL
TUTORIAL TEIL 3 – FLÄCHENSTATIK 58 Copyright by IngWare GmbH