Hohlkastenquerschnitt aus QUAD-Elementen

Liebe SOFiSiTIK-Community,

ich habe einen Hohlkastenquerschnitt designed. Hierfür habe ich zuerst in SOFIMSHA Knoten generiert, diese dann mit KNOT MESH miteinander verbunden und abschließend die erzeugten Linien als Mittellinie zur Generierung mehrerer QUAD-Elemente, die in Querschnittsrichtung unterschiedliche Dicken aufweisen, verwendet. Hierbei kam es zu folgenden Problemen:
Aufgrund der veränderlichen Dicke der einzelnen Bauteile (erzeugt durch QUAD FIT K1 1 T1 0.5 K2 2 T2 1,0 K3 3 T3 0.5 K4 4 T4 1.0) haben sich die QUAD-Elemente senkrecht zur erzeugten Gerade bzw Fläche der Punkte ausgerichtet und die Elementkanten entsprechen so nicht den globalen Koordinatenachsen (siehe Bild). Das führt dazu, dass auf meine Platte oben keine Flächenlasten aufgebracht werden können, da es an manchen Bereichen (siehe roter Kreis) zu “Löchern/Lücken oder Überschneidungen” im System kommt.
Auch die Elementgenerierung an der Oberfläche erweist sich als ungleichmäßig und schwierig. Ich hätte gerne Elemente, die von oben betrachtet einheitliche Kantenlängen haben. Das Verhältnis von x-Kante zu y-Kante muss nicht 1:1 sein, jedoch sollten alle Kanten in x-Richtung und alle Kanten in y-Richtung gleich groß sein, damit sich ein einheitliches Netz bei Draufblick auf die Platte ergibt und eine Auswertung anhand von Elementnummern möglich ist.
Gibt es eine Möglichkeit die QUAD-Elemente zu “drehen” und so auf die QUAD-Kanten auf die globalen Koordinatenachsen auszurichten oder ist ein anderes Programmmodul als SOFIMSHA zu empfehlen, das meine Probleme umgeht?
Vielen Dank im Voraus und freundliche Grüße,
Jonas
SOFISTIK FORUM FRAGE.pdf (112.3 KB)

Guten Morgen Jonas,

die Ausrichtung der lokalen Elementachse dürfte keinen Einfluss auf die Lastgenerierung haben.
Die lokale x-Achse richtet sich nach der Richtung von K1 nach K2. In Deinem Fall lässt sich diese durch
QUAD FIT K1 2 T1 1.0 K2 3 T2 1.0 K3 4 T3 0.5 K4 1 T4 0.5 drehen. Bitte achte hier darauf, dass K1 bis K4 meistens im Gegenuhrzeigersinn einzugeben sind.

Die dargestellten Überschneidungen sind “normal”. Deine Flächen haben z.B. am Übergang von innerer Voute zur Platte einen Knick in der Mittellinie. Bei Darstellung der Elementdicke senkrecht zur Fläche muss es hier zu Überschneidungen kommen.

Wenn Du besonderen Wert auf eine “gleichmäßige” Netzgenerierung legst, lies im SOFiMSHA Handbuch mal zum Thema “Flächen durch Extrusion”. Hier werden aus Linien Flächen erzeugt. Das macht das Netz schön gleichmäßig, ist aber etwas kniffelig in der Umsetzung.

Mit SOFiMSHC lässt sich Dein Modell ebenfalls einfach und schnell generieren. Allerdings sieht hier das Netz dann aber etwas “wilder” aus. Ich denke jedoch, dass bei ausreichend kleiner Netzdichte die Ergebnisse hinreichend genau sind.

Vielleicht stellst Du mal Deine Teddy Datei hier ein. Das macht die Fehlersuche etwas einfacher.

Viele Grüße
Philipp

Hallo Jonas,

wenn wir das auf privatem Wege klären, haben andere nichts davon.
Daher habe ich mal einen “öffentlichen” Querschnitt in Anlehnung an Teil 1 des Buches
Wolfgang Rossner, Carl-Alexander Graubner
Spannbetonbauwerke Teil 1: Bemessungsbeispiele nach DIN 4227
Beispiel 1 Hohlkasten einer Straßenbrücke
Einfeldträger mit beschränkter Vorspannung und nachträglichem Verbund
Ernst & Sohn, Berlin 1992
gewählt.
Zu finden ist dieser Querschnitt auch im öffentlichen Teil der Infograph Homepage:


Seite 50.

Hier die TEDDY-Datei:

+prog aqua urs:1
kopf Jonas
echo voll extr
norm din EN1992-2004
beto 1 c 35
beto 2 c 35
stah 11 b 500
stah 12 b 500
ende

+prog sofimsha urs:2
kopf Jonas
syst 3d gdiv 10000

knot NR      X       Z           y=0
1       0.00    0.125
2       1.60    0.125
3       3.10    0.225
4       3.509   0.225
5       3.75    0.225
6       5.50    0.150
7       7.15    0.045
8       2.29    4.000
9       1.08    4.100
10      0.00    4.100
$
12      -1.60    0.125
13      -1.10    0.225
14      -3.509   0.225
15      -3.75    0.225
16      -5.50    0.150
17      -7.15    0.045
18      -2.29    4.000
19      -1.08    4.100

knot (101 110 1) y 4 nr1 (1 1)
knot (112 119 1) y 4 nr1 (12 1)

quad prop mnr 1 mbw 12
quad mesh K1 1 2 102 101  t1 250 t2 250 t3 250 t4 250 m 4 n 10
quad mesh K1 2 3 103 102  t1 250 t2 450 t3 450 t4 250 m 3 n 10
quad mesh K1 3 4 104 103  t1 450 t2 450 t3 450 t4 450 m 1 n 10
quad mesh K1 4 5 105 104  t1 450 t2 450 t3 450 t4 450 m 1 n 10
quad mesh K1 5 6 106 105  t1 450 t2 300 t3 300 t4 450 m 5 n 10
quad mesh K1 6 7 107 106  t1 300 t2 230 t3 230 t4 300 m 4 n 10
quad mesh K1 4 104 108 8  t1 450 t2 450 t3 580 t4 580 m 10 n 10
quad mesh K1 8 108 109 9  t1 450 t2 450 t3 200 t4 200 m 3  n 10
quad mesh k1 9 109 110 10 t1 200 t2 200 t3 200 t4 200 m 3  n 10
ende     

Ich habe den Querschnitt jetzt nur bis zur Symmetrieachse generiert.
Ich denke, dass dies eine schöne Grundlage für weitere Diskussionen ist.

Am Thema EXTRUSION arbeite ich noch, da mir dort die gevouteten Platten Probleme bereiten.

Und die Modellierung mit SOFiMSHC kommt im Anschluss.

Viele Grüße
Philipp

Moin Philipp,

vielen Dank soweit, mein System steht. Das Problem ist jedoch immernoch, dass ich bei Aufbringung einer Flächenlast durch
+PROG SOFILOAD
ACT Q
LF NR 3
AREA REF AUTO P1 … X1 … Y1 … Z1 0.0 P2 … X2 … Y2 … Z2 0.0 $$
P3 … X3 … Y3 … Z3 0.0 P4 … X4 … Y4 … Z4 0.0
die im angehängten Dokument befindliche Fehlermeldung bekomme. Ich habe auch schon versucht die Flächenlast kleiner zu machen und es hat keinen Unterschied gemacht. Liegt es daran, dass die eingegebene Mittelachse des Systems unterschiedliche Z-Koordinatenhöhen aufweist und somit nicht parallel zur rechteckigen Flächenlast auf der Höhe Z= 0.0 ist?
Habe ich vielleicht einen wesentlichen Schritt übersprungen? Oder ist AREA REF AUTO nicht der richtige Referenzbefehl?
Nochmal vielen Dank, dass du dir die Zeit zum schnellen Antworten nimmst!
Viele Grüße,
Jonas
Frage Forum 2.pdf (58.2 KB)

Hallo Jonas,

ich vermute, es liegt an REF AUTO.
Gib stattdessen mal REF QGRP 0 ein.
Außerdem fehlt der TYP der Last. Hier evtl. TYP PZZ ergänzen.

Viele Grüße
Philipp

Moin Philipp

ich habe dir meinen Datensatz mal angehängt. Ich möchte auf mein System Radlasten des LMM aufbringen und dann die Stelle des Systems finden, an der das Verhältniss von Querkraft zu Querkraftwiderstand am geringsten ist. Nur leider klappt das Aufbringen der Flächenasten aufgrund der gevouteten Querschnitte nicht richtig.
TEST MITTE NEU.dat (4.2 KB)
Bin wie gesagt absoluter Anfänger und freue mich über jede Hilfe

Viele Grüße,
Jonas

Im Graphic (Wingraf) kann man gut erkennen, dass die Last korrekt eingegeben, jedoch nicht wie gewollt aufgebracht wird.

Durch die schräge Systemachse ermittelt der automatische Algorithmus nur die mittleren am höchsten gelegenen Flächenelemente und beendet daraufhin das Aufbringen der Belastung.
Um das Problem zu beheben, würde ich einfach die Projektionsrichtung der Last vergrößern:

AREA PROJ ZZ WIDE 0.5 …

Dies bewirkt, dass nach allen Elementen gesucht wird, die innerhalb der Projektion liegen.
Dabei kann natürlich mit REF QGRP X auch eine spezielle Gruppe (X) ausgewählt werden.

Mit freundlichen Grüßen
Frederik Höller
Ihr SOFiSTiK Support Team

1 Like

Moin,

Schonmal vielen Dank! Das hat mir schon weitergeholfen.
Würden Sie sagen, dass es aus diesem Grund vielleicht sinnvoller wäre die Oberkante der Platte einzugeben und die QUAD-Elemente mit LAGE UNTE darunter zu generieren? Man hätte dann ja eine “gerade Linie” als Referenzlinie.
Ich habe beides gemacht (der zweite Datensatz ist angehängt), jedoch sind bei der Generierung mit UNTE die Stege des Hohlkastens das Problem. Die Aufbringung der Last ist da Problemlos, jedoch ergeben sich durch die “Stegverlängerung” merkwürdige Querkraftverläufe am Übergang von der Platte zum Steg.
Ich möchte das System zuerst auf die auftretenden Querkräfte auswerten und später dann bemessen, welche Variante halten Sie für präziser/richtiger und dementsprechend für sinnvoller?
Vielen Dank und freundliche Grüße,
Jonas
TEST UNTERHALB NEUNEU.dat (12.5 KB)

Moin,

neue Frage, muss die Brücke mit QUAD-Elementen modelliert werden oder kann auch mit Stabelementen gearbeitet werden? Das würde einige spätere Abläufe vereinfachen.
Zum jetzigen Zeitpunkt versuchen Sie die Verkehrslasten händisch aufzubringen. Sie könnten jedoch auch die vordefinierten Lastenzüge von SOFiLOAD verwenden (-> LZUG). Diese können dann vom Programm ELLA unter der Verwendung von Einflusslinien ausgewertet werden.

Bzgl. der Querkraftverläufe wäre es hilfreich die betroffenen Bereiche näher zu betrachten. Sie sollten sich immer die Frage stellen, was wird eigentlich angezeigt und welche Werte erwarte ich. Oft lassen sich durch eine nähere Betrachtung Fehlinterpretationen nachvollziehen und korrigieren.

Grüße

Moin,

leider soll mit dem SOFiSTiK Schalenmodell gearbeitet werden, was, wenn ich mich nicht irre, den QUAD-Elementen entspricht.
Ich möchte für die Querkraftbestimmung immer die Querkraft in den Schnitten 0,5d vom Steganschnitt und 0,5dL von der Lastkante (mit dL = statische Nutzhöhe an der Lastkante) für variable Lastanordnungen auswerten. Weil für die variablen Lastanordnungen ja logischerweise auch dL und somit auch der Schnittort variiert, ist die Auswertung ein wenig kompliziert und ich war bisher der Meinung, dass dies am einfachsten geht, wenn man sich die zu betrachtenden Elemente raussucht und für diese die Querkraft aus dem REPORT Viewer entnimmt.
Wie gesagt ich bin absoluter Einsteiger und bin Ihnen sehr dankbar für Ihre schnellen, freundlichen und hilfreichen Antworten.