Die Programmergänzung nichtlineare Systemanalyse ermöglicht die Ermittlung der Schnitt- und Formänderungsgrößen von ebenen und räumlichen Stabwerken aus Stahlbeton und Stahl unter Berücksichtigung geometrischer und physikalischer Nichtlinearitäten und ist insbesondere dazu geeignet, den Nachweis der Tragfähigkeit (Knicksicherheitsnachweis) und der Gebrauchstauglichkeit (Verformungen, Schnittgrößen) am Gesamtsystem zu führen.

Im einzelnen können folgende nichtlineare Effekte berücksichtigt werden:

• Gleichgewicht am verformten System nach Theorie 2. Ordnung oder erweiterter geometrisch nichtlinearer Theorie,
• Stäbe aus Stahlbeton mit Spannungs-Dehnungs-Linie nach DIN 1045, DIN 1045-1, ÖNORM B4700, SIA 262 und EN 1992-1-1,
• Stäbe aus Stahl mit bilinearer Spannungs-Dehnungs-Linie unter Berücksichtigung der Huber-v. Mises-Fließbedingung sowie vollständiger Interaktion sämtlicher Schnittgrößen,
• Stäbe mit bilinearer Spannungs-Dehnungs-Linie und getrennt definierbarer Druck- und Zugfestigkeit,
• Stabbettung mit bilinearem Bettungsverlauf senkrecht und längs zum Stab.

Räumliche Stahlbetonstütze mit Bewehrungsverteilung nach dem Knicksicherheitsnachweis

Tragwerke aus Stahlbeton In Abhängigkeit von der gewählten Materialart kommen die Spannungs-Dehnungs-Linien für die nichtlineare Schnittgrößenermittlung der jeweiligen Norm zur Anwendung. Dabei werden die zugehörigen Material-Teilsicherheitsbeiwerte berücksichtigt. Auf Wunsch wird zur Erreichung der gewünschten Tragsicherheit oder zur Einhaltung des zulässigen Dehnungszustandes eine automatische Bewehrungserhöhung durchgeführt. Der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit kann unter Berücksichtigung der Betonzugfestigkeit mit Entfestigung oder mit bilinearem Verhalten im Zugbereich geführt werden.

Tragwerke aus Stahl

Die Berechnung erfolgt nach der Fließzonentheorie unter Ausnutzung der plastischen Tragfähigkeit der Querschnitte. Der Nachweis gewährleistet, dass unter Beachtung der Schnittgrößeninteraktion keine Überschreitung der vollplastischen Grenzschnittgrößen auftritt und dass sich das System in einem stabilen Gleichgewichtszustand befindet. Neben den Schnittgrößen und Verformungen steht die nichtlineare Spannungsverteilung im gesamten Tragwerk zur Verfügung.

Normalspannungsverteilung an ausgewählten Elementen einer Stahlhalle

  
Teilplastifizierter Querschnitt

Siehe auch: Nichtlineare Systemanalyse für Flächentragwerke
Produktinfo als PDF: Nichtlineare Systemanalyse für Stabtragwerke