Ich habe einen Fachwerkträger aus Stahlbetonsegmenten mithilfe des SSD und SOFiPLUS(-X) modelliert.
Die Segmente werden mit einer durch das gesamte System laufenden nachträglichen Vorspannung ohne Verbund im Unter- und Obergurt miteinander verbunden.
Nun versuche ich die Trockenfuge zwischen den Segmenten richtig darzustellen. Ich habe versucht die Fuge mithilfe von Federn zu modellieren, was allerdings bisher kein zufriedenstellendes Ergebnis geliefert hat.
Wenn ich die Fuge über Federn zwischen Strukturpunkten darstelle (die Endpunkte von Ober- und Untergurt habe ich dafür ein paar Millimeter auseinandergesetzt) entsteht ein Spalt zwischen den Segmenten, indem die eigentlich durchlaufende Vorspannung dann allerdings nicht modelliert wird. (Angaben bei der Feder: Senkfeder 100000 kN/m^3, Querfeder 50000 kN/m^3^; nichtlinear mit Risslast 0 kN und Reibbeiwert 0.9 (Verzahnung))
Ansonsten habe ich probiert die Fuge mittels impliziten Gelenken mit Federarbeitslinie darzustellen. Diese sind an den Endpunkten der Strukturlinien vom Untergurt (Endpunkte jeweils direkt an selber Position, kein Spalt) definiert. Zusätzlich ist im Obergurt an den Endpunkten jeweils ein Momentengelenk definiert und für die Modellierung der Wirkung im Pfostenbereich, habe ich dort Federn zwischen Strukturlinien aufgebracht. Bei der Berechnung der Überlagerung der Einzellastfälle (Eigengewicht G, Ausbaulast Q, Vorspannung P) kommt es nun zu Fehlermeldungen bzw. Warnungen (siehe unten; Änderungsvorschläge aus den Warnungen habe ich bereits ausprobiert).
Sind diese Modellierungsarten grundsätzlich richtig? Habe ich diese eventuell nur nicht richtig angewendet, sodass es zu Problemen bei der Berechnung kommt?
Oder gibt es sonst andere Möglichkeiten die Fugen genauer zu modellieren?
die erste Variante sollte eigentlich funktionieren. Eine Fuge wird häufig durch eine Feder mit passenden Eigenschaften modelliert.
Bei zusätzlichen durchlaufenden Spanngliedern kommt es nur zum Problem, dass vom Programm kein durchgehender Stabzug gefunden werden kann und somit die Generierung der Spannglieder nicht korrekt durchgeführt wird. Dieses Problem lässt sich jedoch umgehen, in dem in der Fuge ein “dummy” Stab mit einem minimalen Querschnitt eingefügt wird. Dieser sollte dann während der Berechnung nicht mitwirken (evtl. die Gruppe des Stabs während der Analyse deaktivieren).
Mit freundlichen Grüßen
Frederik Höller
Ihr SOFiSTiK Support Team
Ich habe es mit den Federn zwischen den Endpunkten der Strukturlinien und dem zusätzlichen „Dummy“-Stab in der Fuge ausprobiert. Leider wird das System immer noch nicht richtig berechnet.
Es sieht bei der Visualisierung des Systems so aus, als seien die Spannglieder trotz „Dummy“-Stäben nicht in der Fuge generiert. Die Endpunkte des “Dummy”-Stabs habe ich direkt an die Ober- bzw. Untergurte angeschlossen. Ich kann mir leider nicht erklären, weshalb dann die Spannglieder nicht richtig generiert werden.
Die Berechnung habe ich dennoch mal ausprobiert. Dabei kommt die Fehlermeldung, dass die Stabelemente (der „Dummy“-Stäbe) <1cm sind und deswegen wird die Berechnung abgebrochen. Die Länge der Stäbe und Federn beträgt in der Fuge 2 mm, da ich die Fuge möglichst realitätsnah (also möglichst klein) abbilden wollte. Ist es problematisch die Fehlermeldung auszustellen? Wenn ich das tue, funktioniert die Berechnung der Einzellastfälle zwar, allerdings laufen die Berechnungen nach Theorie 2. Ordnung bei Überlagerungen der Lastfälle für die Grenzzustände nicht. Die Iteration zeigt einen divergenten Verlauf und nach ca. 20 Iterationen bricht das Programm ab. In der Visualisierung wird angezeigt, dass der Träger in der Mitte aus der Ebene kippt, wobei alle Lasten eigentlich zentrisch aufgebracht sind (siehe Abbildung (überhöht)). Wenn ich nur das Eigengewicht ansetzte, konvergiert die Berechnung.
Wenn dies an den Spanngliedern liegen sollte, dürften die Berechnung der Einzellastfälle (drei Lastfälle für die unterschiedlichen Vorspannsysteme) doch eigentlich auch nicht funktionieren?
Wenn ich die Gruppe der „Dummy“-Stäbe deaktiviere bei der Berechnung, wird das ganze System als instabil angezeigt. Gibt es da eventuell noch eine andere Möglichkeit?
Also ich hab die Thematik nochmal an einem Beispiel bei mir getestet und es scheint so, dass die minimale Stablänge für Spannglieder 10 cm betragen muss. Ist der Stab kürzer, wird nur der Querschnitt und nicht das Spannglied erzeugt, was in diesem Fall nicht zielführend ist. Ohne Stab in der Fuge wird jedoch auch kein Spannglied erzeugt.
Besteht denn die Möglichkeit die Fuge auf 10 cm zu erhöhen und über die Feder die Steifigkeit des Stabes (mit Fuge) abzubilden?
Eine weitere Umsetzung wäre die Modellierung der Spannglieder mit Seilelementen. Dadurch ergibt sich eventuell das Problem, dass die Zusatzspannungen durch eine Stabbelastung und -verformung (im Gurt) nicht auf das extern gespannte Seil einwirken.
Eine einfache und optimale Lösung der Problematik fällt mir aktuell leider auch nicht ein.
Entschuldigung für die späte Rückmeldung.
Danke für den Einsatz!
Ich habe selbst auch noch rumprobiert und konnte unter Toleranz die Punktgröße auf 1 mm reduzieren und habe dann eine 3 mm Fuge zwischen den Segmenten erzeugt. Mit dem “Dummy”-Stab werden die Spannglieder dann auch im SSD generiert und angezeigt.
Das Berechnungsproblem konnte ich dadurch allerdings leider nicht lösen.
