Hallo zusammen,
ich schreibe aktuell eine Studienarbeit und habe hierfür eine “unechte” Stahlfachwerkbrücke modelliert. Der Momentenverlauf in den Diagonalen bzw. an den Fachwerkknoten erscheint mir jedoch fehlerhaft. Die Momente an den Knoten stehen nicht im Gleichgewicht. Ich schätze es liegt an der Modellierung der Stäbe mit der Eigenschaft STYP b. Sofern STYP n ausgewählt wird, erscheinen die Ergebnisse zumindest anteilig realistischer.
Wie wäre der geeignetste Weg die Stäbe zu modellieren? Anbei meine Teddy-Datei.
Geplant ist anscheinend die Anordnung der Querschnitte mit Querschnitts-Schwerpunktlage im Stabknoten/-achse (“zentrische” Lage), modelliert ist aber, da die AQUA-Querschnittsnullpunkte an den Oberkanten liegen, mit STYP B eine exzentrische Anordnung aller Stäbe.
Im ANIMATOR kann man das z.B. in der “nur Quad-Querschnitte”-Darstellung sehen, mit WINGRAF würde man es auch bei der Darstellung der Querschnittskonturen sehen können. Optisch sieht die Brücke damit gut aus, aber in den Stabknotenkreuzungen sind dann im Modell alle Querschnitte ausmittig zum Schwerpunkt miteinander verbunden. (Bei Verwendung der (wohl als Modellierungsvereinfachung gedachten) exzentrischen Stabquerschnittsanordnung kann man sich schnell Probleme mit ungewünschten Anschlussausmitten einhandeln. Außer bei Deckenunterzügen nutze ich es eigentlich nicht.)
Das einfachste ist Umstellung auf STYP N, allerdings muss man dann noch prüfen, ob weiterhin die reale Geometrie abgebildet wird. Auch mit STYP N bekommt man vielleicht ungewohnte Momente an den Stabendknoten, die sind aber (tendenziell; z.B. bei Hohlprofilen werden bei Querschnittsvollanschluss die realen Anschlusssteifigkeiten überschätzt) richtig und bei den Ermüdungsnachweisen usw. auch zu berücksichtigen.
Wenn einen diese Momente stören, kann man für die Diagonalen Stabendgelenke modellieren.
ps. Auf jeden Fall sollten im Brückenbau die Lagerknoten real richig liegen, also mindestens an der Gurtunterkante, besser noch im Lagerkissen-Mittelpunkt. Dazu kann man z.B. die Lagerknoten geom. richtig setzen und dann an den zugehörigen Stabachsknoten koppeln.
Vielen Dank für Ihre Antwort. Danke für die Erläuterung, der Tipp mit der Ansicht mittels Quad-Elementen war sehr hilfreich.
Jetzt hätte ich noch zwei weitere Fragen. Im Auflagerbereich habe ich eine Aufweitung des Querschnitts des Längsträgers modelliert (Die Querschnittshöhe des Hohlkastens soll in positiver z-Achse ansteigen) . Sofern nun der Stabtyp N ausgewählt wird, wird das Element logischerweise im Schwerpunkt angeordnet und wird sowohl in positiver als auch negativer z-Achse aufgeweitet.
Würde man für dieses Stück den STYP B auswählen und ggf. mit Stabendgelenken arbeiten? Oder würde man hier die leicht abweichende Geometrie ignorieren und mit STYP n modellieren?
Zur Lagerthematik hätte ich auch noch eine Frage. Ich habe die Lagerknoten geom. richtig angeordnet und diese fest gelagert. Anschließend habe ich die Stabachsknoten auf die zuvor erzeugten Lagerknoten referenziert. Die Kopplung scheint jedoch nicht ordnungsgemäß zu funktionieren, da das System nun kinematisch ist. Gibt es ein Modellierungsbeispiel von dieser Thematik?
Die Höhenaufweitung der Längsträger am Auflager spielt für die Schnittgrößen in diesen Punkte keine allzu große Rolle. Wenn die Unsymmetrie der Aufweitung im Modell nicht mit abgebildet wird, sollte der (zusätzliche) Modellfehler marginal sein.
Bei den Kopplungen sollte Typ F (Starrkopplung Kräfte+Momente/ also beidendige Volleinspannung) eigentlich in dem Sinne immer funktionieren, dass dadurch keine Verschieblichkeiten auftauchen. Und wenn man damit z.B. auf ein Stabendgelenk oder einen gelenkigen Auflagerknoten koppelt, ist durch die Anschlussbedingung eine Endgelenkwirkung gegeben.
Testweise kann man eine Kopplung auch durch einen Stab mit steifem (aber masselosen) Querschnitt ersetzen, diese Variante gibt es immer.
Bei den Auflagerknoten muss man darauf achten, dass man sich keine real nicht vorhandenen Festhaltungen einbaut. Also insbesondere nicht die gegenüberliegenden Endknoten horizontal festhalten, damit modelliert man dann ein Sprengwerk/Gewölbe und die Widerlager müssten dann ihrem Namensursprung gemäß wirken.
