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pcae GmbH Kopernikusstr. 4A 30167 Hannover Tel 0511/70083-0 ...

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<strong>pcae</strong> <strong>GmbH</strong> <strong>Kopernikusstr</strong>. <strong>4A</strong> <strong>30167</strong> <strong>Hannover</strong> <strong>Tel</strong> <strong>0511</strong>/<strong>70083</strong>-0 Fax <strong>0511</strong>/<strong>70083</strong>-99<br />

Internet www.<strong>pcae</strong>.de Mail dte@<strong>pcae</strong>.de<br />

März 2012


Copyright 2012<br />

<strong>pcae</strong> <strong>GmbH</strong>, <strong>Kopernikusstr</strong>. 4 A, <strong>30167</strong> <strong>Hannover</strong><br />

<strong>pcae</strong> versichert, dass Handbuch und Programm nach bestem Wissen und Gewissen erstellt<br />

wurden. Für absolute Fehlerfreiheit kann jedoch infolge der komplexen Materie keine Gewähr<br />

übernommen werden.<br />

Änderungen an Programm und Beschreibung vorbehalten.<br />

Korrekturen und Ergänzungen zum vorliegenden Handbuch sind ggf. auf der aktuellen Installations-CD<br />

enthalten. Ergeben sich Abweichungen zur Online-Hilfe, ist diese aktualisiert.<br />

Ferner finden Sie Verbesserungen und Tipps im Internet unter www.<strong>pcae</strong>.de.<br />

Von dort können zudem aktualisierte Programmversionen herunter geladen werden.<br />

S. hierzu auch automatische Patch-Kontrolle im DTE ® -System.


Produktbeschreibung<br />

Mit dem Programm 4H-EC3ST (Stabilität) können Stabilitätsnachweise nach den Ersatzstabverfahren<br />

des Eurocode 3, Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten, geführt werden.<br />

▪ Querschnittsklassifizierung<br />

Es können Querschnitte der Klassen 1, 2 oder 3 entsprechend EC3 [3], 5.5, nachgewiesen<br />

werden. Die Nachweisklasse kann vorgegeben oder vom Programm die kleinstmögliche<br />

Klasse berechnet werden.<br />

▪ Biegeknicken<br />

Der Nachweis für Biegeknicken um beide Achsen kann nach [3], 6.3.1, geführt werden. Optional<br />

kann zusätzlich der Nachweis für Drillknicken nach [3], 6.3.1.4, gewählt werden.<br />

▪ Biegedrillknicken<br />

Das Biegedrillknicken kann nach [3], 6.3.2, für reine Momentenbelastung oder nach 6.3.3 für<br />

kombinierte Normalkraft- und ein- oder zweiachsige Momentenbelastung nachgewiesen<br />

werden. Die Interaktionsparameter werden nach [3], Anhang B, berechnet. Der Nachweis<br />

des Biegedrillknickens kann nach [13] nur für doppeltsymmetrische Querschnitte geführt<br />

werden, da für andere Querschnittsformen erforderliche Parameter nicht vorliegen.<br />

▪ die Nachweise berufen sich hinsichtlich ihrer Teilsicherheitsbeiwerte auf die Grundnorm Eurocode<br />

3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-1, 6.1(1)<br />

▪ die NDP-Parameter können über die Parameterliste eines nationalen Anwendungsdokuments<br />

manipuliert werden<br />

▪ die Stabilitätsnachweise können für Versagen um die y-y-Achse und/oder die z-z-Achse geführt<br />

werden<br />

▪ als Querschnittsformen stehen folgende Profiltypen zur Auswahl<br />

▪ gewalztes I-Profil<br />

▪ geschweißtes I-Profil<br />

▪ T-Profil<br />

▪ U-Profil<br />

▪ L-Profil<br />

▪ Kreisrohr<br />

▪ Rechteckrohr<br />

▪ der Stab ist an beiden Enden gabelgelagert<br />

▪ zusätzlich können Zwischenlager in y- oder z-Richtung gewählt werden<br />

▪ bei Einfeldsystemen kann der Knicklängenbeiwert gewählt werden<br />

▪ der Wölbeinspanngrad kann nach [9] aus der Stirnplattensteifigkeit berechnet oder frei vorgegeben<br />

werden<br />

▪ ist der Druckgurt durch Trapezbleche gestützt, kann dies nach [5], 10.1.5, berücksichtigt<br />

werden. Die gebräuchlichsten Trapezblechformen sind in einer Datenbank hinterlegt. Trapezbleche<br />

mit Setzbolzen können nach [9] behandelt werden.<br />

▪ der Lastangriffspunkt (Schwerpunkt, Schubmittelpunkt, Trägerober- oder -unterkante) kann<br />

vorgegeben werden<br />

▪ für den Stab können verschiedene Momentenverläufe vorgegeben werden. Die daraus resultierenden<br />

Beiwerte kc, ζ, Cmy, Cmz, CmLT, kyy, kzz, kzy und kyz können frei vorgegeben oder vom<br />

Programm ermittelt werden.<br />

Die Programmentwicklung erfolgt nahezu ausschließlich durch Bauingenieure.<br />

Die interaktiven Steuermechanismen des Programms sind aus anderen Windows- Anwendungen<br />

bekannt. Wir haben darüber hinaus versucht, weitestgehend in der Terminologie des Bauingenieurs<br />

zu bleiben und 4H-EC3ST von detailliertem Computerwissen unabhängig zu halten.<br />

Das vorliegende Handbuch beschreibt die Handhabung des Programms. Informationen zu dem<br />

jeweiligen Eigenschaftsblatt finden Sie zusätzlich über den lokalen Hilfebutton.<br />

Zur 4H-EC3ST-Dokumentation gehört neben diesem Manual das Handbuch<br />

®<br />

DTE -DeskTopEngineering.<br />

Wir wünschen Ihnen viel Erfolg mit 4H-EC3ST.<br />

Produktbeschreibung 1


<strong>pcae</strong> <strong>GmbH</strong><br />

<strong>Hannover</strong>, im März 2012<br />

Abkürzungen und Begriffe<br />

Um die Texte zu straffen, werden folgende Abkürzungen benutzt:<br />

RMT rechte Maustaste drücken<br />

LMT linke Maustaste drücken<br />

LF Lastfall (Teileinwirkung)<br />

Nwtyp Nachweistyp<br />

El. Element<br />

GZT Grenzzustand der Tragfähigkeit<br />

GZG Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit<br />

signalisiert Anmerkungen<br />

Buttons Das Betätigen von Buttons wird durch Setzen des Buttoninhalts in blaue Farbe und die Auswahl<br />

eines Begriffs in einer Listbox durch diese Farbe symbolisiert.<br />

Rot markierte Buttons bzw. Mauszeiger kennzeichnen erforderliche Eingaben bzw. anzuklickende<br />

Buttons.<br />

Index Indexstichworte werden im Text zum schnelleren Auffinden grün markiert.<br />

Beim Verweis auf Eigenschaftsblätter wird deren Bezeichnung kursiv gedruckt.<br />

Doppelklick zweimaliges schnelles Betätigen der LMT<br />

blank Leerzeichen<br />

Cursor Schreibmarke in Texten, Zeigesymbol bei Mausbedienung<br />

icon oder Ikon, Piktogramm, Bildsymbol<br />

2<br />

Zur Definition der Begriffe Lastbild, Lastfall, Einwirkung, Lastkollektiv und Extremalbildungsvorschrift<br />

s. Handbuch das <strong>pcae</strong>-Nachweiskonzept, Theoretischer Teil.<br />

Die in der Interaktion mit <strong>pcae</strong>-Programmen stehenden Buttons besitzen folgende Funktionen:<br />

Bricht Eigenschaftsblätter ohne Änderung der Eingabewerte ab.<br />

Lädt abgespeicherte Werte in das Eigenschaftsblatt bzw. speichert die aktuellen Werte zum<br />

späteren Abruf in anderen Eigenschaftsblättern.<br />

Ruft das Online-Hilfesystem.<br />

Bestätigt die Eingaben und schließt das Eigenschaftsblatt.<br />

Löschen-Button vernichtet Eingaben mit Nachfrage.<br />

Wenn der Mauszeiger einen Moment auf einem Button verweilt, erscheint ein Fähnchen, das<br />

den zugehörigen Aufruf beschreibt.<br />

4H-EC3ST – Stabilität


Inhaltsverzeichnis<br />

1 Programminstallation und DTE ® -Schreibtisch einrichten .....................................................................................5<br />

2 Bauteil erzeugen...................................................................................................................................................7<br />

3 Eingabeoberfläche................................................................................................................................................9<br />

3.1 Haupteingabefenster .....................................................................................................................................9<br />

3.1.1 nationales Anwendungsdokument ..........................................................................................................9<br />

3.1.2 Druckvorschau ......................................................................................................................................10<br />

3.1.3 Druckdialog ...........................................................................................................................................11<br />

3.1.4 Plotausgabe ..........................................................................................................................................11<br />

3.1.5 allgemeine Buttons................................................................................................................................12<br />

3.2 Nachweise und Profildaten..........................................................................................................................13<br />

3.2.1 Nachweise.............................................................................................................................................13<br />

3.2.2 Stahlgüte ...............................................................................................................................................13<br />

3.2.3 Querschnitt ............................................................................................................................................14<br />

3.3 System.........................................................................................................................................................15<br />

3.3.1 Systemlänge..........................................................................................................................................15<br />

3.3.2 Zwischenlager .......................................................................................................................................15<br />

3.3.3 Knicklängenbeiwerte .............................................................................................................................15<br />

3.3.4 Wölbeinspanngrad ................................................................................................................................16<br />

3.4 drehelastische Lagerung .............................................................................................................................16<br />

3.4.1 Drehsteifigkeit C100..............................................................................................................................16<br />

3.5 Bemessungsschnittgrößen..........................................................................................................................18<br />

3.5.1 Eingabefunktionen.................................................................................................................................18<br />

3.6 Darstellung der Ausnutzungen....................................................................................................................19<br />

3.7 Nachweise...................................................................................................................................................20<br />

3.7.1 Nachweis der Querschnittsklassifizierung ............................................................................................20<br />

3.7.2 Nachweis gegen Biegeknicken .............................................................................................................21<br />

3.7.3 Nachweis gegen Biegedrillknicken um die Hauptachse .......................................................................22<br />

3.8 nationale Anhänge zu den Eurocodes ........................................................................................................24<br />

4 Literaturverzeichnis ............................................................................................................................................26<br />

5 Index ...................................................................................................................................................................27<br />

Inhaltsverzeichnis 3


4<br />

4H-EC3ST – Stabilität


1 Programminstallation und DTE ® -Schreibtisch einrichten<br />

Die Installation des DTE ® -Systems und das Überspielen des Programms 4H-EC3ST auf Ihren<br />

Computer erfolgt über einen selbsterläuternden Installationsdialog.<br />

Sofern Sie bereits im Besitz anderer 4H-Programme sind und diese auf Ihrem Rechner installiert<br />

sind, lesen Sie bitte Abs. 2, Bauteil erzeugen, auf S. 7 weiter.<br />

Nach erfolgreicher Installation befindet sich das DTE ® -Startsymbol auf Ihrer Windowsoberfläche.<br />

Führen Sie bitte darauf den Doppelklick aus.<br />

Daraufhin erscheint das Eigenschaftsblatt zur Schreibtischauswahl. Da noch kein Schreibtisch<br />

vorhanden ist, wollen wir einen neuen einrichten. Klicken Sie hierzu bitte auf den Button neu.<br />

Schreibtischname Dem neuen Schreibtisch kann ein beliebiger Name zur Identifikation zugewiesen werden.<br />

Klicken Sie hierzu mit der LMT in das Eingabefeld.<br />

Hier ist Mustermann gewählt worden.<br />

Nach Bestätigen über das Hakensymbol erscheint wieder die Schreibtischauswahl, in die der<br />

neue Name bereits eingetragen ist. Drücken Sie auf Start, bestätigen Sie ggf. die installierten<br />

Problemklassen über den Kreuz-Button und die DTE ® -Schreibtischoberfläche erscheint auf<br />

dem Bildschirm.<br />

DTE ® steht für DeskTopEngineering und stellt das "Betriebssystem" für <strong>pcae</strong>-Programme und<br />

die Verwaltungsoberfläche für die mit <strong>pcae</strong>-Programmen berechneten Bauteile dar.<br />

Zur Beschreibung des DTE ® -Systems und der zugehörigen Funktionen s. Handbuch<br />

DTE ® -DeskTopEngineering.<br />

Installation und Schreibtisch einrichten 5


DTE ® -Schreibtisch<br />

Steuerbuttons Im oberen Bereich des Schreibtisches sind Interaktionsbuttons lokalisiert.<br />

6<br />

Die Funktion eines Steuerbuttons ergibt sich aus dem Fähnchen, das sich öffnet, wenn sich der<br />

Mauscursor über dem Button befindet.<br />

Auf Grund der Kontextsensitivität des DTE ® -Systems sind manche Buttons solange abgedunkelt<br />

und nicht aktiv bis ein Bauteil aktiviert wird.<br />

Die Buttons bewirken:<br />

öffnet die Schreibtischauswahl<br />

legt einen neuen Projektordner an<br />

erzeugt ein neues Bauteil<br />

kopiert das aktivierte Bauteil<br />

fügt die Bauteilkopie ein<br />

lädt/sichert Bauteile. Hier befindet sich auch der e-Mail-Dienst.<br />

menügesteuerte Bearbeitung des aktivierten Bauteils<br />

druckt die Datenkategorien des aktivierten Bauteils<br />

ruft das Planerstellungsmodul des aktivierten Bauteils<br />

löscht das aktivierte Bauteil/ den aktivierten Ordner<br />

öffnet die Bearbeitung der Auftragsliste<br />

öffnet die Mehrfachauswahl zur gleichzeitigen Bearbeitung von Bauteilen<br />

eröffnet Verwaltungsfunktionen<br />

schließt den geöffneten Ordner/beendet die DTE ® -Sitzung<br />

4H-EC3ST – Stabilität


2 Bauteil erzeugen<br />

Durch Erzeugung eines Ordners besteht die Möglichkeit, Bauteile einem bestimmten Projekt<br />

zuzuordnen. Ein Ordner wird durch Anklicken des nebenstehenden Symbols erzeugt. Der Ordner<br />

erscheint auf dem DTE ® -Desktop und kann, nachdem ihm eine Bezeichnung und eine Farbe<br />

zugeordnet wurden, per Doppelklick aktiviert (geöffnet) werden.<br />

Aus dem Eintrag in der Schreibtischkopfzeile ist zu erkennen, in welchem Ordner sich die Aktion<br />

aktuell befindet.<br />

Der Ordner kann durch das beenden-Symbol wieder geschlossen werden.<br />

Zur Erzeugung eines neuen Bauteils wird das Schnellstartsymbol in der Kopfleiste des DTE ® -<br />

Schreibtisches angeklickt. Klicken Sie in dem folgenden Eigenschaftsblatt bitte mit der LMT auf<br />

die Gruppe Einzelnachweise, dann auf die Problemklasse Detailnachweise und abschließend<br />

auf den erzeugen-Button.<br />

Der schwarze Rahmen der neuen Bauteilikone lässt sich mit der Maus über den Schreibtisch<br />

bewegen. Klicken Sie die LMT an der Stelle, an der das Bauteil auf dem Schreibtisch platziert<br />

werden soll. Das Eigenschaftsblatt Name und Bezeichnung erscheint.<br />

Nach Doppelklick auf das neue Bauteilicon erscheint die Übersicht der installierten Detailnachweisprogramme.<br />

Bauteil einrichten 7


Übersicht<br />

Detailnachweise<br />

Stabilität<br />

8<br />

Überschreiben Sie den Begriff "Detailnachweise" zur Identifikation durch einen sinnvollen Text.<br />

Nach Bestätigen ist das Bauteil mit dem neuen Namen eingerichtet. Durch Doppelklick auf das<br />

neue Symbol wird die Verwaltung der DTE ® -Detailnachweise geöffnet.<br />

Nach Bestätigen des Eigenschaftsblattes neue Position einrichten erscheint die Eingabeoberfläche<br />

des Programms Stabilität.<br />

4H-EC3ST – Stabilität


3 Eingabeoberfläche<br />

3.1 Haupteingabefenster<br />

Das Haupteingabefenster enthält fünf Registerblätter, in denen die Eingabe der Parameter erfolgt<br />

und die Ausnutzungen dargestellt werden.<br />

3.1.1 nationales Anwendungsdokument<br />

neben den Karteireitern befinden sich sieben Knöpfe, über die die<br />

wichtigsten Programmfunktionen gesteuert werden.<br />

der dargestellte Button öffnet das Fenster zur Wahl des Nationalen Anwendungsdokuments<br />

(NAD) (s. Abs. 3.8, S. 24).<br />

Allgemeine Erläuterungen zur Bedienung 9


3.1.2 Druckvorschau<br />

10<br />

der dargestellte Button öffnet das Fenster der Druckvorschau<br />

4H-EC3ST – Stabilität


3.1.3 Druckdialog<br />

3.1.4 Plotausgabe<br />

der Button mit dem Druckersymbol öffnet den Druckdialog<br />

der dargestellte Button öffnet den Dialog zur Plotausgabe<br />

das gewählte Profil kann optional im Schnitt maßstäblich dargestellt werden<br />

das gewählte System kann mit allen Längenangaben dargestellt werden<br />

die Parameter des gewählten NADs können optional ausgegeben werden<br />

Allgemeine Erläuterungen zur Bedienung 11


3.1.5 allgemeine Buttons<br />

12<br />

sichert die aktuellen Eingabedaten<br />

ruft die Hilfefunktion auf<br />

Verlassen des Programms und Sichern der Eingabedaten<br />

4H-EC3ST – Stabilität


3.2 Nachweise und Profildaten<br />

3.2.1 Nachweise<br />

3.2.2 Stahlgüte<br />

die Wahl des Nachweises und der Profildaten erfolgt im Registerblatt Systemparameter.<br />

Für Nachweise der Tragfähigkeit werden die Querschnitte gemäß [3], 5.5, in Querschnittsklassen<br />

eingeteilt.<br />

Die Klassifizierung entspricht im Wesentlichen dem b/t-Nachweis nach DIN 18800<br />

und dient der Begrenzung der Beanspruchbarkeit und Rotationskapazität durch lokales<br />

Beulen von Querschnittsteilen.<br />

Im Programm kann die Querschnittsklasse, in der der Nachweis geführt wird, vorgegeben oder<br />

es kann die kleinstmögliche Klasse vom Programm berechnet werden.<br />

Die Nachweise in Klasse 1 und 2 sind identisch, da in beiden die plastischen Tragfähigkeiten<br />

ausgenutzt werden, während in Klasse 3 die elastischen Tragfähigkeiten angesetzt werden.<br />

Nachweise in Klasse 4 sind nicht möglich, da hier mitwirkende Querschnittsteile berechnet werden<br />

müssten.<br />

Es kann ein reiner Biegeknicknachweis nach dem Ersatzstabverfahren [3],<br />

6.3.1, mit reiner Normalkraftbeanspruchung oder ein Biegedrillknicknachweis<br />

nach [3], 6.3.2 ff., gewählt werden.<br />

Optional kann zusätzlich der Drillknicknachweis nach [3], 6.3.1.4, geführt werden.<br />

die zu verwendende Stahlgüte wird per Listbox gewählt.<br />

bei Wahl eines freien Materials müssen die benötigten Festigkeitsparameter<br />

direkt vorgegeben werden.<br />

Allgemeine Erläuterungen zur Bedienung 13


3.2.3 Querschnitt<br />

14<br />

Der Nachweis für Biegeknicken kann für einfach- und doppeltsymmetrische Querschnitte geführt<br />

werden.<br />

Die ersten drei Profile sind geschweißte Blechträger. Die übrigen Profile sind Standardwalzprofile.<br />

Standardwalzprofile können aus der programmeigenen Datenbank (im Lieferumfang) übernommen<br />

werden. Ein Klick auf den grünen Pfeil öffnet das Auswahlfenster für die Profildatenbank.<br />

Für den Nachweis des Biegeknickens sind alle Profiltypen erlaubt. Für den Nachweis Biegedrillknicken<br />

nur doppeltsymmetrische, also D-, H-, M-, R- und I-Querschnitte.<br />

nach [3], 6.3.3. (1), wird zwischen verdrehweichen (z.B. Hohlquerschnitte) und verdrehsteifen<br />

(z.B. offene Querschnitte ohne Drehbehinderung) Profilen differenziert.<br />

hinsichtlich der Knicklinien wird bei Hohlprofilen zwischen warmgefertigten und kaltgeformten<br />

Querschnitten unterschieden.<br />

bezogen auf den Schubmittelpunkt kann die angreifende Last günstig oder ungünstig wirken.<br />

Dieser Einfluss wird über die Eingabe der Lastexzentrizität zp erfasst.<br />

4H-EC3ST – Stabilität


3.3 System<br />

3.3.1 Systemlänge<br />

3.3.2 Zwischenlager<br />

die Angaben über die Lagerung und die Stablängen erfolgen im Registerblatt System.<br />

Der Stablänge wird in dem Eingabefeld in der Maßkette eingegeben. Beide Stabenden sind gabelgelagert.<br />

In y- oder z-Richtung können Zwischenlager (ebenfalls mit Gabellagerung) angeordnet werden.<br />

3.3.3 Knicklängenbeiwerte<br />

Bei Einfeldsystemen kann in y- und z-Richtung je ein Knicklängenbeiwert vorgegeben werden.<br />

Der Knicklängenbeiwert β beeinflusst die Knicklänge Lcr.<br />

Allgemeine Erläuterungen zur Bedienung 15


3.3.4 Wölbeinspanngrad<br />

Der Wölbeinspanngrad βo kann dem Programm vorgegeben oder aus der Stirnplattensteifigkeit<br />

berechnet werden. Die Berechnung erfolgt nach [9], 9.10 ff.<br />

Ein Wert von βo = 1 entspricht einer Gabellagerung, der Wert βo = 0,5 entspricht einer starren<br />

Wölbeinspannung.<br />

3.4 drehelastische Lagerung<br />

eine evtl. vorhandene Drehbettung des Trägers kann im dritten Registerblatt gewählt werden.<br />

3.4.1 Drehsteifigkeit C100<br />

16<br />

Die Drehbettung wird über die Optionsknöpfe aktiviert. Die Berechnung für Trapezbleche<br />

erfolgt gemäß [5], 10.1.5.<br />

Die Werte für Trapezbleche mit Setzbolzen entstammen aus [9], 9.11.<br />

Die Tabelle entspricht [5], Tab. 10.3. Durch Anklicken der betreffenden Zeile werden die gewünschten<br />

Angaben gewählt.<br />

4H-EC3ST – Stabilität


Bei Wahl der Option Trapezbleche mit Setzbolzen erscheint eine Auswahltabelle entsprechend<br />

[9], 9.11, Tab. 9.17.<br />

Wahl der Profilbefestigung<br />

diese Angabe entspricht Bild 10.7 nach [5] und dient zur Bestimmung<br />

des Koeffizienten k nach [5], Gl. (10.16).<br />

Die Angabe über positive/negative Lage der Profilbleche geht in<br />

die Berechnung der Steifigkeit der Drehbettung CD,A nach [5],<br />

Gl. (10.17), ein.<br />

die Drehfedersteifigkeit CD,B aus Profilverformung kann wahlweise<br />

nach [9], 9.11, oder nach [14], 3.3.2.3, berechnet werden.<br />

A ist die Last, die gemäß [5], Gl. (10.17), zwischen Blech<br />

und Pfette wirkt.<br />

Stützweite der Trapezbleche<br />

in der programminternen Datenbank sind die Trapezprofile der<br />

Fa. Hoesch hinterlegt. Die Auswahl erfolgt über die Listbox. Bei<br />

Aktivierung der Option Profildaten frei eingeben können auch<br />

benutzerdefinierte Profiltypen eingegeben werden.<br />

die aus den Eingaben resultierenden Ersatzfedersteifigkeiten<br />

werden protokolliert.<br />

Allgemeine Erläuterungen zur Bedienung 17


3.5 Bemessungsschnittgrößen<br />

die Bemessungsschnittgrößen werden in das vierte Registerblatt eingetragen.<br />

Maximal 20 Schnittgrößenkombinationen können berechnet werden. In Abhängigkeit vom gewählten<br />

Nachweis werden nur die Eingabegrößen angezeigt, die zur Berechnung benötigt werden.<br />

3.5.1 Eingabefunktionen<br />

18<br />

ein Klick auf den Mülleimer löscht die betreffende Eingabezeile<br />

ein Klick auf den Text neue Zeile erzeugt eine Zeile für eine weitere Bemessungskombination<br />

über die Option A wird die betreffende Schnittgrößenkombination in der außergewöhnlichen Situation<br />

nachgewiesen<br />

Die Schnittgrößen werden in den zugehörigen Eingabefeldern eingegeben. Es werden grundsätzlich<br />

Bemessungsschnittgrößen vorgegeben.<br />

Druckkräfte werden positiv eingegeben!<br />

Einige Eingabefelder besitzen einen Optionsbutton. Ist dieser deaktiviert (kenntlich durch das<br />

x), wird der Eingabewert automatisch vom Programm berechnet. Das Eingabefeld ist daher inaktiv.<br />

Ein Klick auf das x aktiviert das Eingabefeld. Der betreffende Wert kann nun vom Anwender<br />

eingegeben werden.<br />

Über die Listbox und den ψ-Parameter wird die Form des Momentenverlaufs festgelegt. Der<br />

Momentenverlauf hat Einfluss auf die kc und die C-Werte. Je nach Verlaufstyp ist die Eingabe<br />

des ψ-Parameters zur Festlegung des Verhältnisses der Momente nötig.<br />

4H-EC3ST – Stabilität


3.6 Darstellung der Ausnutzungen<br />

im letzten Registerblatt werden die Ausnutzungen der einzelnen Nachweise sowie die Gesamtausnutzung<br />

angezeigt. Überschreitungen der Ausnutzungen werden durch rote Balken angezeigt.<br />

Allgemeine Erläuterungen zur Bedienung 19


3.7 Nachweise<br />

3.7.1 Nachweis der Querschnittsklassifizierung<br />

20<br />

Bei druckbeanspruchten, dünnwandigen Querschnitten ist der Nachweis gegen lokales Beulen<br />

einzelner Querschnittsteile notwendig.<br />

Der allgemeine Beulsicherheitsnachweis ist in [7] geregelt. In [3], 5.5, ist der Nachweis der<br />

Querschnittsklassifizierung als vereinfachter Beulnachweis angegeben; dieser entspricht dem<br />

b/t-Nachweis der DIN 18800.<br />

Die Querschnittsklassen sind gemäß [3], 5.5(1), wie folgt definiert<br />

▪ Klasse 1 Querschnitte können plastische Gelenke oder Fließzonen mit ausreichender<br />

plastischer Momententragfähigkeit und Rotationskapazität für die plastische Berechnung<br />

ausbilden<br />

▪ Klasse 2 Querschnitte können die plastische Momententragfähigkeit entwickeln, haben<br />

aber aufgrund örtlichen Beulens nur eine begrenzte Rotationskapazität<br />

▪ Klasse 3 Querschnitte erreichen für eine elastische Spannungsverteilung die Streckgrenze<br />

in der ungünstigsten Querschnittsfaser, können aber wegen örtlichen Beulens<br />

die plastische Momententragfähigkeit nicht entwickeln<br />

▪ Klasse 4 Querschnitte sind solche, bei denen örtliches Beulen vor Erreichen der Streckgrenze<br />

in einem oder mehreren Teilen des Querschnitts auftritt<br />

Querschnitte der Klasse 4 können vom Programm nicht behandelt werden.<br />

Maßgebend für die Einordnung in die Klassen sind das c/t-Verhältnis, die Lagerung und die<br />

Spannungsverläufe der Querschnittsteile. Die Einstufung erfolgt gemäß [3], Tab. 5.2.<br />

4H-EC3ST – Stabilität


3.7.2 Nachweis gegen Biegeknicken<br />

Der Nachweis gegen Biegeknicken erfolgt nach dem Ersatzstabverfahren aus EC 3, 6.3.1.<br />

Die Nachweisgleichung hat die Form:<br />

Dabei gilt<br />

Der Wert χ ergibt sich aus<br />

Nachweise 21


3.7.3 Nachweis gegen Biegedrillknicken um die Hauptachse<br />

22<br />

Der Nachweis gegen Biegedrillknicken erfolgt nach dem Ersatzstabverfahren aus [3], 6.3.2.3.<br />

Das Verfahren ist für gewalzte oder gleichartige geschweißte Querschnitte unter Biegebeanspruchung<br />

erlaubt.<br />

Die Nachweisgleichung hat die Form:<br />

Der Nachweis für Bauteile, die auf Biegung und Druck beansprucht werden, wird nach EC 3,<br />

6.3.3 geführt.<br />

Die Nachweisgleichungen haben die Form:<br />

NEd, My,Ed, Mz,Ed<br />

Bemessungswerte der Druckkraft und der einwirkenden maximalen<br />

Momente um die y-y-Achse und z-z-Achse<br />

ΔMy,Ed, ΔMz,Ed die Momente aus der Verschiebung der Querschnittsachsen von<br />

Klasse-4-Querschnitten (im Programm nicht implementiert)<br />

4H-EC3ST – Stabilität


χy, χz Abminderungsbeiwerte für Biegeknicken n. 6.3.1<br />

χLT ... für Biegedrillknicken n. 6.3.2<br />

kyy, kzz, kyz, kzy Interaktionsfaktoren<br />

Die Interaktionsfaktoren kyy, kzz, kyz, kzy werden nach EC 3, Anhang B,<br />

Verfahren 2, bestimmt.<br />

Nachweise 23


3.8 nationale Anhänge zu den Eurocodes<br />

24<br />

Die Eurocode-Normen gelten nur in Verbindung mit ihren nationalen Anhängen in dem jeweiligen<br />

Land, in dem das Bauwerk erstellt werden soll.<br />

Für ausgewählte Parameter können abweichend von den Eurocode-Empfehlungen (im Eurocode-Dokument<br />

mit 'ANMERKUNG' gekennzeichnet) landeseigene Werte bzw. Vorgehensweisen<br />

angegeben werden.<br />

In <strong>pcae</strong>-Programmen können die veränderbaren Parameter in einem separaten Eigenschaftsblatt<br />

eingesehen und ggf. modifiziert werden. Es werden stets nur die Parameter angezeigt, die<br />

in dem jeweiligen Programm für die Berechnung maßgebend sind. Eine Liste der Parameter<br />

kann im Anhang des Statikdokuments ausgegeben werden.<br />

Die national festzulegenden Parameter (NDP) gliedern sich derzeit in maximal drei Abschnitte<br />

(Register):<br />

▪ Teilsicherheitsfaktoren und Kombinationsbeiwerte der Einwirkungen (EN 1990, Eurocode)<br />

▪ Nachweisparameter für die Stahlbetonbemessung (EN 1992-1-1 und EN 1992-1-2, Eurocode<br />

2)<br />

▪ ...Stahlbemessung (EN 1993-1-1 und EN 1993-1-8, Eurocode 3)<br />

Die Belegung dieser Parameter kann folgendermaßen beeinflusst werden:<br />

In den Eurocodes sind für alle NDPs Empfehlungen vorgegeben.<br />

Diese Empfehlungen sind in den <strong>pcae</strong>-Programmen hinterlegt und können bei Anwahl<br />

der EC-Standardparameter in das Programm übernommen werden.<br />

Diese Parameterliste ist nicht modifizierbar oder löschbar, kann aber kopiert werden und<br />

ist dann offen für eine freie Wertebelegung.<br />

Der neu generierten oder kopierten Parameterliste können ein Name und eine Landesfahne<br />

zugeordnet werden.<br />

Die NDPs unterscheiden sich in ihrer Bedeutung; es gibt veränderbare Zahlenwerte und<br />

Funktionen mit einer Variablen x.<br />

In einigen Fällen ist der NDP über eine Gleichung zu beschreiben (s.o.). Hier kann entweder<br />

die Variable x als Teil der Gleichung oder der Zahlenwert des NDPs selbst vorgegeben<br />

werden.<br />

Zur Erläuterung des NDPs sind die Kapitelnr. im Eurocode und eine Kurzbeschreibung<br />

ggf. mit Formel angegeben.<br />

Diese Parameterliste kann kopiert, gelöscht und in einer schreibtischglobalen Datenbasis<br />

gespeichert werden, um in anderen <strong>pcae</strong>-Programmen zur Verfügung zu stehen.<br />

4H-EC3ST – Stabilität


Der deutsche nationale Anhang zum EC 2 unterscheidet sich nicht nur in einigen Parametern<br />

vom EC-Standard, sondern hat auch in einigen Punkten weiterführende Bestimmungen<br />

(NCIs) und andere Formeln zur Berechnung der NDPs.<br />

An diesen Stellen wird im Eigenschaftsblatt lediglich auf die entsprechende Stelle im NA<br />

verwiesen (s.o).<br />

Diese Parameterliste kann weder kopiert und modifiziert noch gelöscht werden.<br />

Nationale Anhänge Eurocodes 25


4 Literaturverzeichnis<br />

26<br />

Normen<br />

/1/ DIN EN 1990, Eurocode 0: Grundlagen der Tragwerksplanung; Deutsche Fassung<br />

EN 1990:2002 + A1:2005 + A1:2005/AC:2010, Deutsches Institut für Normung e.V.,<br />

Ausgabe Dezember 2010<br />

/2/ DIN EN 1990/NA, Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 0:<br />

Grundlagen der Tragwerksplanung; Deutsches Institut für Normung e.V.,<br />

Ausgabe Dezember 2010<br />

/3/ DIN EN 1993-1-1, Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-1:<br />

Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; Deutsche Fassung<br />

EN 1993-1-1:2005 + AC:2009, Deutsches Institut für Normung e.V.,<br />

Ausgabe Dezember 2010<br />

/4/ DIN EN 1993-1-1/NA, Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 3:<br />

Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln<br />

und Regeln für den Hochbau; Deutsches Institut für Normung e.V.,<br />

Ausgabe Dezember 2010<br />

/5/ DIN EN 1993-1-3, Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten -Teil 1-3:<br />

Allgemeine Regeln - Ergänzende Regeln für kaltgeformte Bauteile und Bleche;<br />

Deutsche Fassung EN 1993-1-3:2006 + AC:2009<br />

/6/ DIN EN 1993-1-3/NA, Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 3:<br />

Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten -Teil 1-3: Allgemeine Regeln - Ergänzende<br />

Regeln für kaltgeformte dünnwandige Bauteile und Bleche, Deutsches Institut für<br />

Normung e.V., Ausgabe Dezember 2010<br />

/7/ DIN EN 1993-1-5, Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten -Teil 1-5:<br />

Plattenförmige Bauteile; Deutsche Fassung EN 1993-1-5:2006 + AC:2009<br />

/8/ DIN EN 1993-1-5/NA, Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 3:<br />

Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-5: Plattenförmige Bauteile<br />

Deutsches Institut für Normung e.V., Ausgabe Dezember 2010<br />

Bemessung<br />

/9/ G. Wagenknecht: Stahlbau-Praxis nach Eurocode 3, Band 2: Verbindungen und Konstruktionen,<br />

3. Auflage, Reihe BBB, Beuth Verlag <strong>GmbH</strong>, 2011<br />

/10/ Schneider Bautabellen, 19. Auflage, Werner Verlag<br />

/11/ Stahlbau Kalender 2011: Eurocode 3 - Grundnorm, Verbindungen,<br />

Verlag Ernst & Sohn, 2011<br />

/12/ Berechnungsrichtlinie für die Querschnitts- und Stabbemessung nach Eurocode 3 mit<br />

Schwerpunkt auf semi-kompakten Querschnitten;<br />

TU Graz Institut für Stahlbau, Lessingstr. 25/38010 Graz<br />

/13/ Werner Martin: ζ-Werte für den Biegedrillknicknachweis von I-Profilen<br />

/14/ J. Lindner, J. Scheer, H. Schmidt: Stahlbauten, Erläuterungen zu DIN 18800 Teil 1 bis<br />

Teil 4, Beuth-Kommentare<br />

4H-EC3ST – Stabilität


5 Index<br />

Abkürzungen 2<br />

Ausnutzung 19<br />

Bauteil erzeugen 7<br />

Bemessungsschnittgrößen 18<br />

Biegedrillknicken 22<br />

Biegeknicken 21<br />

blank 2<br />

Buttons 2<br />

Cursor 2<br />

Drehbettung 16<br />

Drehfedersteifigkeit 17<br />

Drehsteifigkeit 16<br />

Einwirkung 2<br />

e-Mail 6<br />

Ersatzfedersteifigkeit 17<br />

Extremalbildungsvorschrift 2<br />

freies Material 13<br />

Installation 5<br />

Knicklängenbeiwert 15<br />

Knicklinie 14<br />

Kontextsensitivität 6<br />

Lastbild 2<br />

Lastexzentrizität 14<br />

Lastfall 2<br />

Lastkollektiv 2<br />

Momentenverlauf 18<br />

nationalen Anhang 24<br />

Ordner 7<br />

Profildatenbank 14<br />

Querschnitt 14<br />

Querschnittsklasse 13<br />

Querschnittsklassifizierung 20<br />

Schreibtisch 6<br />

Schreibtischauswahl 5<br />

Stablänge 15<br />

Stahlgüte 13<br />

Startsymbol 5<br />

Steuerbutton 6<br />

Trapezblech 17<br />

Wölbeinspanngrad 16<br />

Zwischenlager 15<br />

Literaturverzeichnis und Index 27

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