0005-E-VDI 6201-Stahlbetonwandscheibe mit Öffnungen
Reproduced with permission of the Association of German Engineers (Verein Deutscher Ingenieure e.V.) - This example is taken from standard VDI 6201 Part 2 - Annex.E0 Classification
| Class | Holistic Validation Example |
|---|---|
| Type of structure | Plate or Shell Structure-Panel |
| Mechanics | Statics-First-Order Theory |
| Material law | Linear-Elastic |
| Building material | Concrete, Reinforced Concrete, Pre-Stressed Concrete |
| Design type | Analysis of Ultimate Limit State (ULS) |
| Design code | DIN EN 1992 |
| Status |
published on 28-06-2017 and qualified on 14-03-2018 |
E1 Problem description
Die in Bild E1.1 dargestellte Hochbauscheibe ist ein typisches Bauteil aus Stahlbeton zur Abtragung von hohen Lasten in einem Gebäude. Die Hochbauscheibe hat eine Dicke von t = 24 cm. Sie hat zwei Türöffnungen, eine kleine Aussparung und drei Auflager.
E1.1 Statisches System und Belastung
Bild E1.1: Statisches System und Belastung
Die Stützen S1 und S2 sind an den Lagern A und B voll eingespannt. Das Lager C ist in x-Richtung und in z-Richtung gehalten.
An der Oberseite ist die Hochbauscheibe mit einer konstanten Gleichlast von p = 150 kN/m und drei Einzellasten P1 = 300 kN, P2 = 210 kN und P3 = 440 kN belastet. Es wird nur ein Lastfall betrachtet. Das Eigengewicht der Struktur wird wegen des geringen Lastanteils nicht berücksichtigt.
E1.2 Systemeigenschaften
Die Eigenschaften des Struktur- und des Bemessungsmodells sind in Tabelle E1.1 angegeben.
Tabelle E1.1: Geometrie, Material und Bemessungsparameter
| Geometrie | Material | Bemessungsparameter |
|---|---|---|
| L = 14,40 m H = 6,00 m t = 0,24 m |
C20/25 E = 30 · 105 MPa y = 25 kN/m3 |
Bemessungsnorm: DIN EN 1992-1-1/NA Bemessungssituation: ständig Expositionsklasse: XC1 Bewehrungsstahl: B500S (B) ohne Verfestigung Randabstände der Bewehrung: d1,xupper / d1,yupper = 3 cm / 3,5 cm d1,xlower / d1,ylower = 3 cm / 3,5 cm |
E1.3 Aspekte der Modellierung
Die Wandscheibe wird mit Scheibenelementen der Dicke t = 24 cm und die Stützen werden durch Balkenelemente mit einem Rechteckquerschnitt von 30 cm/24 cm abgebildet, die am unteren Ende unverschieblich gelagert und eingespannt sind. Um das statische System einfach zu halten, werden die möglicherweise seitlich anschließenden Stahlbetondecken, die die Struktur zusätzlich versteifen, nicht berücksichtigt.
Für die Verbindung zwischen Stützen und Wandscheibe und am Lagerpunkt C werden zur Abbildung der Stützen- und Lagerbreiten (Bild E1.1) Starrkörperelemente verwendet. Das Tragverhalten in diesen Bereichen wird entweder durch Knotenkopplungen oder durch ausreichend steif angenommene finite Balkenelemente zwischen der Anschlussknoten abgebildet.
E5 References
[1] TRIMAS, Version 16.0, Stuttgart: RIB Software AG 2016.
[2] SOFiSTiK, Version 16.02, Oberschleißheim: SOFiSTiK AG 2016.
[3] AxisVM, AxisVM 13, 1075 Budapest, Károly krt. 9: Inter-CAD Kft. 2016.
[4] RFEM 5, Räumliche Tragwerke nach der Finite-Elemente-Methode, 93464 Tiefenbach, Germany: Dlubal Software GmbH 2016.
[5] Baumann, T., Zur Frage der Netzbewehrung von Flächentragwerken, in: Bauingenieur (1972), 367-377.
[6] Kuyt, B., Zur Frage der Netzbewehrung von Flächentragwerken, in: Beton- und Stahlbetonbau 59 (1964), 158-163.
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