91. Zweifeld-Plattensystem

Stand: 2018-10-24

Einfaches System mit sechs StB-Stützen [+] auf EFu und StB-Decke [—] auf StB-Trägern

     |        6 m      |        6 m      |
  2 -+-----------------+-----------------+-  ---
     |                 |                 |
     |                 |                 |
     |                 |                 |    6 m
     |                 |                 |
     |                 |                 |
  1 -+-----------------+-----------------+-  ---
     |                 |                 |
     A                 B                 C

Zeichnen immer von…

• …unten –> oben
• …links –> rechts

Objektachsen (Rechte-Hand-Regel)…

• x –> rot –> Daumen
• y –> grün –> Zeigefinger
• z –> blau –> Mittelfinger

• Erstellen des Rasters
  • horizontal Zahlenachsen
  • vertikal Buchstabenachsen

• Anzeigen des Projekt-Basispunktes (PB)
• VV → Grundstück → Projekt-Basispunkt
• Raster mit A1 zum Projektbasispunkt verschieben
• Raster mit temporären Bemaßungen anpassen (ggf. anpinnen)
• Längenanpassung der Ebenenlinien (Süd und Ost)

• Einzeichnen der StB-Stützen Ing.-Bau [30/30 cm] (Einzeln oder im Raster)
• Einzeichnen der StB-Träger Ing.-Bau [30/60 cm] (vom Achsenschnittpunkt ausgehen)
• Einzeichnen der StB-Decke Ing.-Bau [20 cm] (Aussenecken der StB-Stützen / Skizziermodus)
• Kontrolle im 3D Schalplan

• Einzeichnen der Einzelfundamente [150/150/50 cm] (Einzeln, im Raster oder an Stützen)

Kontrolle des Berechnungsmodells in „3D / Berechnungsmodell“

MFL - SOFiSTiK Analysis -> Vernetzen

• „SOFiSTiK Hochbau DIN EN1992-2004 - deutsch“
• Berechne Lastfälle

• Hauptsystem im SSD anzeigen
  • Optische Kontrolle des FE-Netzes
  • Summe V im Result Viewer erheben (-463,50 kN)

Ergebnisse - LC Lastfall - Summe Auflagerkräfte in global Z

Die Volumen / Massenberechnung in Revit erfolgt aus Basis der Schalkanten. Somit ist die Summe der Vertikal-Kräfte nicht mit den Ergebnissen aus der statischen Berechnung vergleichbar. Dies wird besonders deutlich wenn eine Auswertung über Bauteillisten innerhalb von Revit erzeugt wird. Im Material-Browser der Software ist die Dichte für Beton mit 2549,30 kg/m³ hinterlegt. Das Bauteilvolumen kann z.B. durch Auswahl eines Bauteils dem Eigenschaften-Fenster entnommen werden.

Die SOFiSTiK-Programme arbeiten auf Basis des analytischen Modells. Bei der Massenermittlung bei Trägern ist zu unterscheiden ob diese gelenkig oder starr an die Geschossdecken angeschlossen sind. Bei starrem Anschluss wird die Überschneidung der Bauteile berücksichtigt. Bei gelenkigem Anschluss liegt der Träger komplett unterhalb der Geschossdecke und geht daher mit seinem Bruttovolumen in die Berechnung ein.

       
[Delta Träger Deckenrand (starr)]

                      |  15  |

         -------------+------+ ---  ---
                      |******|  |    |
             Decke    |******| 20    |
                      |******|  |    |
         --------+----+******| ---   |
                 |/ T ///////|  |    |
                 |// R //////|  |   60
                 |/// A /////|  |    |
                 |//// E ////| 40    |
                 |///// G ///|  |    |
                 |////// E //|  |    |
                 |/////// R /|  |    |
                 +-----------+ ---  ---

                 |     30    |

        
[Delta Träger Deckenrand (gelenkig)]

        -------------+        ---  ---
                     |         |    |
            Decke    |        20    |
                     |         |    |
        --------+----+------| ---   |
                |///////////|  |    |
                |///////////|  |    |
                |/ T ///////|  |    |
                |// R //////|  |   80
                |/// A /////|  |    |
                |//// E ////| 60    |
                |///// G ///|  |    |
                |////// E //|  |    |
                |/////// R /|  |    |
                |///////////|  |    |
                |///////////|  |    |
                +-----------+ ---  ---

                |     30    |

Wechseln zum Berechnungsmodell in „3D / Berechnungsmodell“

SOFiSTiK Analysis --> Subsystem Ansicht --> Subsystem Ansichten aus Ebenen -> Ebene 1

• Kontrolle des Berechnungsmodells in „3D / Subsystem Ebene 1“
  • Eigenschaften
    • SOFiSTiK_SubsystemName → z.B. Decke Ebene 1
    • SOFiSTiK_SubsystemPath → z.B. Decken
    • SOFiSTiK_UseForLoadTakeDown → Lastweiterleitung Ja/Nein

SOFiSTiK Analysis - Systemgenerierung --> Vernetzen

• Ebenes 2D Plattensystem
• Berechne Lastfälle

SOFiSTiK Analysis - Berechnung --> Subsystem Ebene 1 --> SSD

• Optische Kontrolle des FE-Netzes
• Summe V im Result Viewer erheben (-423,00 kN)

Ergebnisse - LC Lastfall - Summe Auflagerkräfte in global Z

Summe V Subsystem - Revit]

Summe V Gesamtsystem - Handrechnung

Beispielhaft wird ein Schnitt parallel zu den Zahlenachsen mittig geführt

Die händisch berechneten Auflagerreaktionen und Schnittgrößen stimmen bei gleicher Laststellung (→ vgl. Summe V) nur mäßig überein. Dies liegt im anderen Lastabtrag nach der Plattenberechnung im Vergleich zur Berechnung am linearen System. Bei der Berechnung nach FEM werden die Lager wirklichkeitsnäher als elastische Lager (Feder) angesetzt. Die Handrechnung nach Tabelle setzt die Auflager starr an. Bei der Berechnung nach der FEM wird die Torsionssteifigkeit der Randträger mit berücksichtigt. Daher ergeben sich die Momente MA und MC nicht zu null.

Um die Ergebnisse vergleichbar zu machen soll das Gebäudemodell so angepasst werden dass die besonderen Effekte aus der FEM Berechnung ausgeschlossen werden.

SOFiSTiK Analysis - Zuordnung - Querschnitte
  * Trägerquerschnitt bearbeiten
  * Torsion berücksichtigen NEIN

→ MA = MC ~ 0 kN/m

Wechseln zum Berechnungsmodell in „3D / *“

Berechnung - Berechnungsmodell - Auflagerbedingungen
  * Auflagerbedingungen - Linie
  * Optionsleiste: Zustand = Gelenkig
  * Anwenden auf Skelettbau Träger (analytisch)

Ausgehend vom Gebäudemodell aus Schritt 3 sollen nunmehr die Stabrandbedingungen angepasst werden. Im Ausgangszustand sind allen Bauteile im analytischen Modell biegesteif verbunden. Die spiegelt nicht die übliche Modellannahme gelenkiger Verbindungen untereinander wieder. Formal ist das System nunmehr räumlich instabil. Da alle Bauteile ohne imperfektion zusammegesetzt sind lässt es sich dennoch berechnen.

Wechseln zum Berechnungsmodell in „3D / Berechnungsmodell“

SOFiSTiK Analysis - Zuordnung - Querschnitte

• [Torsionssteifigkeit der Träger]
  • Trägerquerschnitt bearbeiten
  • Torsion berücksichtigen: NEIN
• [Stützen Stabendgelenke]
  • Auswahlsatz „Tragwerksstützen (analytisch)“ erstellen
    
  • Objektwahl mittels kreuzen Fenster
    

MFL - Auswahl - Filter -> Tragwerksstützen (analytisch) = 6 Stück

• [SOFiSTiK: Struktureigenschaften]
  

SOFiSTiK Analysis - Verwalten - Benutzeroberfläche

• Gelenke Anfang / Ende
  • Gelenk am Anfang (grün) ⇒ Gelenkig
  • Gelenk am Ende (rot) ⇒ Gelenkig
• Grafische Kontrolle der Verformung im SSD
  • Gelenke werden als „rote Kugel“ visualisiert
  • An der Verformungsfigur sind Gelenk-Mechanismen erkennbar
• Kontrolle der Schnittkräfte der Stabelemente im WinGraf ⇒ Alle Stäbe sind Momentenfrei

Sofern erforderlich können Plattenränder in gleicher Art gelenkig angeschlossen werden. Die zu bearbeitende Kante wird visualisiert wenn im Dialog in die rechte Spalte geklickt wird.

Wechseln zum Berechnungsmodell in „3D / Berechnungsmodell“

Berechnung - Berechnungsmodell - Lasten

Hier können weitere Einwirkungen als

• Einzellast
• Linienlast
• Flächenlast
• abhängige Einzellast
• abhängige Linienlast
• abhängige Flächenlast

platziert werden.

abhängige Flächenlast

Im Eigenschaften-Dialog ist festzulegen…

• Lastfall ⇒ G (1)
• Lokales Koordinatensystem ⇒ Projekt
  • Kräfte
    • Fx1 wirkt positiv in Richtung der positiven X-Achse
    • Fy1 wirkt positiv in Richtung der positiven Y-Achse
    • Fz1 wirkt positiv in Richtung der positiven Z-Achse
      • i.d.R. negativ nach unten ⇒ -1 kN/m²

Auswahl des Bauteils

• Grafische Kontrolle in Revit (grün)

abhängige Flächenlast

Im Eigenschaften-Dialog ist festzulegen…

• Lastfall ⇒ Q (2)
  • Lokales Koordinatensystem ⇒ Projekt
    • Kräfte
      • Fx1 wirkt positiv in Richtung der positiven X-Achse
      • Fy1 wirkt positiv in Richtung der positiven Y-Achse
      • Fz1 wirkt positiv in Richtung der positiven Z-Achse
        • i.d.R. negativ nach unten ⇒ -2 kN/m²

Auswahl des Bauteils

• Grafische Kontrolle in Revit (orange)

Einzellast

Ingenieurbau - Arbeitsebene - Anzeigen
Ingenieurbau - Arbeitsebene - Festlegen => Ebene 1

Berechnung - Berechnungsmodell - Lastfälle -> Hinzufügen

• Name ⇒ „Neuer Fall 1“
• Art ⇒ Veränderliche Last
• Kategorie ⇒ Veränderliche Last

Berechnung - Berechnungsmodell - Lasten

Im Eigenschaften-Dialog ist festzulegen…

• Lastfall ⇒ Neuer Fall 1 (9)
• Lokales Koordinatensystem ⇒ Projekt
• Kräfte
  • Fx1 wirkt positiv in Richtung der positiven X-Achse
  • Fy1 wirkt positiv in Richtung der positiven Y-Achse
  • Fz1 wirkt positiv in Richtung der positiven Z-Achse
    • i.d.R. negativ nach unten ⇒ -5 kN

Auswahl des Bauteils ⇒ Decke Feld 1

• Einzellast mittels temporärer Bemassung mittig ausrichten
• Grafische Kontrolle in Revit (orange)

Anpassen der Elementgröße

SOFiSTiK Analysis - Vernetzen - Vernetzung -> Manuell festlegen => 0,20 m

• Grafisch → WinGraf
• Analytisch → Result Viewer

Berechnung - Berechnungsmodell - Lastfälle -> Hinzufügen

• Name ⇒ „Wind X“
• Art ⇒ Wind
• Kategorie ⇒ Windlasten

• Name ⇒ „Wind Y“
• Art ⇒ Wind
• Kategorie ⇒ Windlasten

MFL - Berechnung - Berechnungsmodell -> Lasten -> abhängige Flächenlast

Im Eigenschaften-Dialog ist festzulegen…

• Lastfall ⇒ Wind X (10)
• Lokales Koordinatensystem ⇒ Projekt
  • Kräfte
    • Fx1 wirkt positiv in Richtung der positiven X-Achse [i.d.R. positiv nach Ost ⇒ 2 kN/m]
    • Fy1 wirkt positiv in Richtung der positiven Y-Achse
    • Fz1 wirkt positiv in Richtung der positiven Z-Achse

Auswahl des Bauteils Grafische Kontrolle in Revit (blau)

MFL - Berechnung - Berechnungsmodell -> Lasten -> abhängige Flächenlast

Im Eigenschaften-Dialog ist festzulegen…

• Lastfall ⇒ Wind Y (11)
• Lokales Koordinatensystem ⇒ Projekt
  • Kräfte
    • Fx1 wirkt positiv in Richtung der positiven X-Achse
    • Fy1 wirkt positiv in Richtung der positiven Y-Achse [i.d.R. positov nach Nord ⇒ 2 kN/m]
    • Fz1 wirkt positiv in Richtung der positiven Z-Achse

Auswahl des Bauteils Grafische Kontrolle in Revit (blau)

→ System ist für W(2) instabil!
→ Abhilfe: Aussteifung durch Wände oder eingespannte Stützen

• Auswahlsatz „Tragwerksstützen (analytisch)“ in Achse A/1-2 erstellen
  • Objektwahl mittels kreuzen Fenster
    • Filter → Tragwerksstützen (analytisch) = 2 Stück

SOFiSTiK: Struktureigenschaften

SOFiSTiK Analysis - Verwalten - Benutzeroberfläche

• Gelenke Anfang / Ende
  • Gelenk am Anfang (grün) ⇒ Fest
  • Gelenk am Ende (rot) ⇒ Gelenkig

Grafische Kontrolle der Verformung im SSD

• Gelenke werden als „rote Kugel“ visualisiert
• An der Verformungsfigur sind Gelenk-Mechanismen erkennbar

⇒ System aus Schritt 7

Geschosse können sehr einfach über die Zwischenablage kopiert und danach ggf. modifiziert werden. Sollen die Einwirkungen auch kopiert werden kann der Kopiervorgang im Berechnungsmodell durchgeführt werden. Hierzu werden in einer geeigneten Ansicht die benötigten Elemente ausgewählt (Hinweis: Filter!).

 MFL - Ändern|Mehrfachauswahl - Zwischenablage - In die Zwischenablage kopieren (Strg + C)

MFL - Ändern|Mehrfachauswahl - Zwischenablage - Einfügen -> An ausgewählten Ebenen ausrichten
>> Ebene 2 - 4

Ebene 2 - 4

Wird der Kopiervorgang aus einem Schalplan heraus initiiert kann es passieren das Fundamente mit kopiert werden! Im Nachgang sind die Stabrandbedingungen zu prüfen bzw. anzupassen.

⇒ System aus Schritt 7

Wechseln zu → 3D / Subsystem Ebene 1

Zu Lehrzwecken entfallen folgende Lastfälle durch löschen oder ausblenden
Neuer Fall 1 (9)
Wind X (10)
Wind Y (11)

Hierzu Element anklicken

Kontextmenü - In Ansicht ausblenden - [Element / Kategorie]

Für die Verkehrslaststellung muss die Veränderliche Einwirkung geeignet geteilt werden. Hierzu sind Modellinien vom Typ SOF_LoadDivisor ein zu zeichnen. Für das Lehrbeispiel genügt eine Linie auf Achse B/1-2.

• Wechseln zu → Ebene 0

MFL Ingenieurbau - Modell - Modellinie -> Zeichnen -> Linien auswählen

• Wechseln zu → 3D / Berechungsmodell

MFL SOFiSTiK Analysis - Werkzeuge - Flächenlast teilen

• Als Lastfallnummer kann im Beispiel der Vorschlag akzeptiert werden.
  • Veränderliche Flächenlast wählen
  • Lastteilungslinie wählen
  • Fertig stellen

Die Original Veränderliche Flächenlast muss nunmehr aus- und die geteilte Veränderliche Flächenlast eingeblendet werden.

Zunächst wird das Gebäudemodell berechnet. Danach ist der Taskbaum im SSD anzupassen. Für Lehrzwecke können die Tasks „Bemessung GZG *“ entfernt werden.

MFL Ansicht - Grafik - Sichtbarkeit/Grafiken -> Filter [Flächenlast Original abwählen / Flächenlast Geteilt anwählen]

Im Lehrbeispiel sind keine LF Wind und Schnee hinterlegt. Um Fehlermeldungen bei der Berechnung zu vermeiden sind diese aus der SOFiSTiK Datenbank (CDB) zu entfernen.

• Im SSD → SOFiSTiK - Datenbank aufräumen… → Einwirkungen [Schnee und Wind] → OK
• Im Taskbaum Kombinationsvorschriften bearbeiten → RMT → Alle löschen und neu initialisieren
• Im Taskbaum Kombinationsvorschriften bearbeiten → RMT → Alle löschen und neu initialisieren {→ Sofort ausführen Haken entfernen}
• Gesamten Taskbaum neu berechnen → RMT → Alles berechnen

• Bemessung - Flächenelemente - Bewehrung - …
  • Darstellung anpassen → Text im Raster
  • Bemessung - Stabelemente - Bemessung - …

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^     ^     ^

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⇒ System aus Schritt 9

15. Stützenbemessung

⇒ System aus Schritt 10

16. Trägerbemessung