Wand (Strukturfläche) zwischen zwei Decken (Strukturflächen) im Sofistik-Programm "3D-Flächen"

Angenommen die Deckenplatten sind zentrisch ausgerichtet (Das lokale Elementkoordinatensystem der Strukturfläche in der Platte liegt in der Mitte zwischen OK Platte und UK Platte). Die obere Platte hat die Dicke DO. Die untere Platte hat die Dicke DU. Eine Wand zwischen den beiden Decken müsste im statischen Modell demnach die Gesamthöhe H + (DO + DU) / 2 aufweisen, wenn ihre echte Höhe H ist und wenn sie mit den Strukturflächen der Decken oben und unten verbunden sein sollte, was sie eigentlich sollte. Wäre es auch “korrekte statische Modellierung”, die Wand-Strukturfläche nur H hoch einzugeben und die Kraftübertragung zwischen Wand und Deckenplatten über “Kopplung zwischen Linien” zu realisieren (also die Wand ist sowohl im statischen Modell als auch in der Realität H hoch)?

Angenommen die z-Koordinate der lokalen Strukturflächen-Koordinatensysteme zeigt nach unten. Angenommen die obere Decke ist an “positiv lokal z” und die untere an “negativ lokal z” ausgerichtet. Dann liegt die obere Decke unterhalb ihrer Strukturfläche und die untere Decke oberhalb ihrer Strukturfläche. Dann müsste die Strukturfläche der Wand H + DO + DU hoch sein. Wenn beispielsweise DO = 1,0 m und DU = 2,0 (sagen wir mal eine sehr dicke Bodenplatte) sind, dann wäre die vertikale Strukturfläche der Wand H + 3,0 m hoch. Das heißt: Die Wand, deren Höhe in Wirklichkeit H ist, wird im statischen Modell drei Meter höher. Natürlich frage ich mich, wie das Programm intern damit umgeht und wie eine angemessene Modellierung von den Programm-Machern empfohlen wird?

Wie (und überhaupt ob) sieht die innere Struktur bzw. der Entwurf des Software-Moduls “3D-Flächen” die Abbildung von diesem Fall der mit zwei horizontalen Strukturflächen (zwei Decken) verbundenen vertikalen Strukturfläche (Wand) unter Berücksichtigung der realen Bauteilabmessungen und der Ausrichtungen der horizontalen Strukturflächen vor? Worauf ist bei einer angemessenen statischen Modellierung (bei der Systemeingabe) von diesem Fall zu achten?

Ist in der Entwurfsspezifikation des Sofistik-Software-Moduls “3D-Flächen” diese Funktionalität vorgesehen? Kann das Sofistik-Software-Modul “3D-Flächen” für die Modellierung dieser Situation verwendet werden? Wenn ja, welche Möglichkeiten existieren für die Modellierung von dieser Situation? Wenn nein, gibt es Sofistik-Alternativen? Wenn es Sofistik-Alternativen gibt, welche? Und wie sind sie zu verwenden?

In meinem bisherigen statischen Modell habe ich die Wände immer um (DO + DU) / 2 oder DO / 2 + DU oder DO + DU / 2 oder DO + DU, je nachdem wie die horizontalen Strukturflächen bzgl. ihrer lokalen Elementkoordinatensysteme ausgerichtet sind, verlängert. Das heißt: Es gibt immer einen Bereich, wo “Material zwei mal vorhanden ist”. Wie geht das Programm damit um? Was ist zu beachten? Geht es auch anders (mit realen Wandabmessungen?)? Wie? Und was ist zu beachten? …

Bonusfrage zum Thema “Wand”: Würde in einer Wand-Strukturfläche ein (fiktives) Kippmoment aus Eigengewicht entstehen, wenn die Ausrichtung der Wand-Strukturfläche an “positiv lokal z” bzw. “negativ lokal z” erfolgt?

Danke für die Info!

Gruß

Ja das ist auch möglich. Die Beurteilung dieser Modellierung liegt beim jeweiligen planenden Ingenieur.
Als Denkanstoß: mögliche Nachteile dabei sind, dass die Modellierung aufwendiger wird und Kopplungen die Modellkomplexität zusätzlich erhöhen (Möglichkeit von Modellierungsfehlern).
Inwiefern die zusätzliche Bauteilhöhe Auswirkungen auf die Berechnungsergebnisse hat muss im Einzelfall geprüft werden.

Eine generelle Empfehlung für eine solche Modellierung kann man nicht geben, da jeder Fall unterschiedlich ist und jeder Anwender einen unterschiedlich hohen System-Detailgrad benötigt. Systemvereinfachungen haben nun mal Auswirkungen auf die Berechnungsergebnisse und führen zu Systemunsicherheiten.

Und bezüglich der Frage, wie das Programm intern mit der beschriebenen Modellierung umgeht, kann ich nur auf die generellen Prinzipien der FE-Methode verweisen. Theoretische Hintergründe finden Sie z.B. im ASE-Handbuch.

Wenn Sie unsicher sind, welche Auswirkungen eine bestimmte Modellierungsweise hat, vergleichen Sie doch einfach die Ergebnisse der unterschiedlichen Modellierungen.

Von welchem Modul sprechen Sie denn, wenn Sie vom Software Modul “3D-Flächen” schreiben? ich vermute mal Sie arbeiten mit dem SSD und SOFiPLUS(-X)?

Das Programm berechnet für die Finiten Elemente Verschiebungen, Spannungen, Schnittgrößen, usw. Doppelte Elemente werden nicht als “doppelt” angesehen, sondern liefern genauso ihren Steifigkeitsanteil wie die restlichen Elemente. Wie bereits geschrieben, ist diese Art der Modellierung eine Vereinfachung. Unter welchen Rahmenbedingungen diese Vorgehensweise die erwarteten Ergebnisse liefert, müssen Sie entscheiden.

Das geht natürlich auch. Ihr Ansatz mit Kopplungen ist doch gar nicht so verkehrt.
Generelle Vorgehensweisen bei der Modellierung von FE-Systemen entnehmen Sie bitte gängiger Literatur, oder passenden Kursen / Vorlesungen.

Einfach ausprobieren.

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Hallo Frederik,

Wenn das so ist, dann ist es ja egal, wenn die Strukturfläche für eine Wand oder die Strukturlinie für eine Stütze wesentlich höher wird…

Muss ich mal machen!

Gruß
Ahmed

Nach dem Ausprobieren kommt für eine 60 cm dicke Wand der abenteuerlichen Abmessungen 10 m x 10 m, wenn ihre Ausrichtung an positiv lokal z orientiert ist, ein Randauflagermoment von

(0,6 m x 10 m x 10 m x 25 kN/m³) x 0,6 m / 2 = 450 kNm.

Good To Know !