Hallo zusammen,
folgende Problematik, die sich für mich nicht lösen lässt und mir auch irgendwie unlogisch erscheint: Gebetteter Stabzug einer kreisrunden Baugrube. Bette ich die Stäbe mit Senkfedern, gelingt die linear-elastische Berechnung. Bette ich die Stäbe mit Materialbettung (ist mein eigentlicher Wunsch, um Zugfedern auszustellen), gelingt die linear-elastische Rechnung nicht. Wieso?
Bemessungsschnitt 1.dwg (54.8 KB)
Bemessungsschnitt 1.sofistik (31.1 KB)
Es ist mir nun gelungen, das System bei Materialbettung zu stabilisieren, indem ich eine kleine tangentiale Bettung ansetze. In der Größenordnung von 1kN/m³. Bei der nichtlinearen Berechnung erhalte ich aber sehr hohe Knotenverformungen. Das System kann nur mit linear-elastischer Berechnung oder Theorie 3. Ordnung zur Konvergenz gebracht werden. Die Verformungen sind aber so hoch, dass ich den Ergebnissen kein Vertrauen schenken kann. Selbst bei Bettung mit Faktor 1000 reduzieren sich die Verschiebungen nicht. Die Traglast ist meines Erachtens auch nicht überschritten. Das heißt, es muss anderweitig ein Fehler in dem Modell sein. Ich kann ihn aber nicht finden. 
Spritzbetonbaugrube_Kreis.dwg (114.2 KB)
Spritzbetonbaugrube_Kreis.sofistik (222.9 KB)
Ich habe das ganze nun auch mit Sofistik 2024 rechnen lassen. Die Restkräfte sind sehr gering. Die Knotenverschiebungen in den nichtlinearen Lastfällen sind aber immens. Über 7000mm. Ich stehe etwas auf dem Schlauch, was der Grund dafür sein könnte. Selbst wenn ich den Querschnitt unrealistisch groß mache, erhalte ich diese immensen Verschiebungen. Also vermutlich liegt es nicht an der Überschreitung der Querschnitsstragfähigkeit.
Hallo Mario,
bei einer nichtlinearen Berechnung fallen Federn auf Zug aus und genau das passiert hier auch. Im Lastfall 1, der auch in den kombinierten Lastfällen enthalten ist, bekommen die Federn Zugkräfte.
Im Graphic unter Ergebnisse > Federelemente > Nichtlineare Effekte > Senkfedern > ausgefallen auf Zug siehst du, dass alle Federn außer zwei Federn am unteren Rand ausfallen. Daher also die großen Verschiebungen.
Liebe Grüße,
Nora
Hallo Nora,
zunächst einmal herzlichen Dank für die Antwort.
Das mit den nichtlinearen Federn ist mir alles bewusst. Das kann aber m. E. nicht die Erklärung sein. Ich rechne das Modell auch nach Theorie 1. Ordnung mit Nichtlinearität. Also die Federn fallen aus. Die Verschiebungen, die ich erhalte, liegen bei 11mm. Außerdem fallen die Federn aufgrund der Belastung nur einseitig aus. Das heißt, dass der Ring auf der gegenüberliegenden Seite noch gestützt wird.
Schalte ich Theorie 2. Ordnung ein, erhalte ich Verschiebungen um 7000mm und verschiedene Warnung “Sehr hohe Verschiebungen”, “Sehr hohe Verdrehungen” etc.
Also >7000mm Knotenverschiebung bei einem Druckring, der einen Durchmesser von 3500mm besitzt. Hier besteht vermutlich ein Fehler in meinem Modell. Den finde ich aber nicht. Ich habe regelmäßig das Problem, dass ich bei Theorie 2. Ordnung bei solchen Spritzbetonringen kreisförmiger oder elliptischer Art dann ein solches Modellverhalten beobachte.
Hallo Civ,
mir ist aufgefallen, dass in Deiner nichtlinearen Berechnung gar kein Eigengewicht aktiviert ist. Eigengewicht sollte aber immer dabei sein, ohne Eigengewicht gibt es keine sinnvollen, nichtlinearen Berechnungen.
Und dann solltest Du zunächst nur mit dem Eigengewicht beginnen. Danach kannst Du andere Lasten aktivieren, ggf. aber auch erstmal nur mit Faktor 0.1 und diesen dann langsam steigern.
Für Dein System ist meine Diagnose wie folgt: Die Erddrucklasten, die angsetzt werden, sind so groß, dass alle Federn auf Zug ausfallen. Und dann kann das System nicht mehr stabil sein, weil es ja nicht mehr gehalten ist. Abhilfe könnte eine weiche, lineare Feder schaffen, die das System irgendwo gegen Verschiebung und Verdrehung in Position hält.
Ich hoffe, damit kommst Du weiter.
Beste Grüße,
Jost
Hallo Jost, danke für deine Antwort.
Das Eigengewicht zu aktivieren wäre in dieser Rechnung nicht richtig. Ich betrachte meine kreisrunde Baugrube von oben. Das Eigengewicht müsste also in Z-Richtung wirken. Wenn ich das ganze 3-dimensional rechne, habe ich wieder andere Effekte, die ich betrachten muss. Die Auswirkungen aus Eigengewicht auf die Struktur sind vernachlässigbar, weshalb es den Aufwand nicht wert ist.
Die linearen Federn hatte ich bereits hinzugefügt.
Vermutlich ist es besser, hier nicht mit nichtlinearen Federn zu rechnen, sondern mit gespiegelten Lasten. Das werde ich nächstes Mal wohl so berücksichtigen.