Was ist die Stahlbaubemessung?

Bei der Bemessung von Stahlbauteilen bestimmt neben der Streckgrenze des Querschnitts vor allem das Stabilitätsverhalten die Tragfähigkeit: Bei langen, seitlich wenig gehaltenen Trägern begrenzt das Biegedrillknicken die Tragfähigkeit, bei schlanken Stützen das Biegeknicken oder Drillknicken. Deshalb sind die ungestützte Länge, die Knicklänge und die Querschnittsklasse ebenso wichtig wie die Festigkeit.

In der Türkei werden Stahlbauten nach den Grundsätzen für Entwurf, Berechnung und Ausführung von Stahlbauten (ÇYTHYE) bemessen; die Erdbebeneinwirkungen werden nach TBDY 2018 ermittelt. StatiCAD wendet das LRFD-Konzept (Last- und Widerstandsbeiwerte) der ÇYTHYE an.

In StatiCAD können Stahlbauteile im selben Modell wie Stahlbeton-, Mauerwerks- oder Holztragwerke liegen. Bei gemischten Bauwerken werden Stahldachträger, Stahlstützen und zusätzliche Stahlbauteile ohne separates Programm bemessen.

Was leistet StatiCAD im Stahlbau?

Alle Schritte der Bemessung von Stahlträgern und Stützen, von der Profilzuweisung bis zum Berechnungsbericht.

Profilbibliothek und Querschnittszuweisung

  • Fertige warmgewalzte I/H-Profile, darunter IPE, IPN, HEA, HEB, HEM sowie HD, HL, HP
  • Suche nach Kategorie und Name, Querschnittsvorschau mit realer Geometrie
  • Stahlgüten wie S235, S275, S355 werden gemeinsam mit dem Querschnitt zugewiesen
  • Kaltgeformte C-, Z-, U- und Sigma-Profile werden im Leichtstahlmodul bemessen

Bemessung von Stahlträgern

  • Biegung: Fließen sowie inelastisches und elastisches Biegedrillknicken; Grenzen Lp und Lr
  • Querkrafttragfähigkeit
  • Kombinierte Wirkung aus Biegung, Normalkraft und Querkraft
  • Durchbiegungsnachweis: L/300, L/200, L/150 oder benutzerdefinierter Grenzwert

Bemessung von Stahlstützen

  • Axialer Druck: Biegeknicken um beide Achsen und Drillknicken
  • Prüfung der Querschnittsschlankheit; schlanke Querschnitte werden im Bericht ausdrücklich gekennzeichnet
  • Warnung bei KL/r > 200
  • Interaktion von Normalkraft und zweiachsiger Biegung

Lastkombinationen

  • ÇYTHYE-LRFD-Kombinationen für Vertikal- und Windlasten sowie die Einhüllende der Erdbebenkombinationen
  • Die maßgebende Lastkombination wird mit jedem Ergebnis ausgewiesen
  • Die Kombinationen der Stahlbemessung werden angewendet, ohne die Lastkombinationsliste des Projekts zu ändern

Knick- und Stützlängen

  • Die seitliche Stützlänge des Trägers wird automatisch aus der Trägerlänge übernommen oder manuell eingegeben
  • Die Knicklänge der Stütze wird automatisch aus der Geschosshöhe übernommen (K = 1) oder für jede Achse separat eingegeben
  • Momentenkorrekturbeiwert Cb aus dem Momentendiagramm jeder Lastkombination (ÇYTHYE Gl. 9.1); beim Kragarm 1,0

3D-Ansicht und Berichte

  • Bauteile mit zugewiesenem Profil erscheinen in der 3D-Ansicht mit realer Querschnittsgeometrie
  • Träger- und Stützenberichte mit Querschnittswerten, Zwischengrößen (Lb, Cb, Lp, Lr, KL/r), Beanspruchung, Tragfähigkeit, Ausnutzungsgrad und maßgebendem Grenzzustand
  • Erfüllte Nachweise grün, nicht erfüllte rot gekennzeichnet
  • Bericht auf Türkisch oder Englisch

Wie funktioniert es?

  1. Modellieren Sie die Träger und Stützen.
  2. Weisen Sie im Eigenschaftenfenster des Bauteils über die Schaltfläche „Querschnitt wählen“ das Profil und die Stahlgüte zu.
  3. Kennzeichnen Sie den Bemessungstyp des Bauteils als „Stahl“.
  4. Starten Sie die Berechnung; die Stahlbemessungsnachweise werden am Ende der Analyse automatisch geführt.
  5. Wählen Sie im Berichtsbaum die „Stahlbauteilberichte“ aus und erstellen Sie den Bericht.

Berichte

Die Gruppe „Stahlbauteilberichte“ enthält zwei Berichte:

  • Stahlträgerberechnungen: Querschnittswerte, Lb, Cb, Lp, Lr, Bemessungsmoment und maßgebende Lastkombination, Biegetragfähigkeit und Grenzzustand, Querkraft, kombinierte Wirkung und Durchbiegung
  • Stahlstützenberechnungen: Querschnittswerte, Knicklängen, Schlankheit, Normalkraft und Drucktragfähigkeit, maßgebende Knickform, zweiachsige Biegung und Interaktionsgleichung
  • Ergebnis „Ausreichend / Nicht ausreichend“ für jedes Bauteil
  • Querschnittsgrafiken in den Querschnittstabellen

Hilfedokumente

Schritt-für-Schritt-Anleitungen, Beispiellösungen, theoretische Grundlagen und Verifizierungsstudien in der Wissensdatenbank.

Verifizierung

Die Berechnungen für Stahlträger und Stützen wurden Zeile für Zeile mit Handrechnungen verglichen: Querschnittswerte, Grenzen Lp und Lr, Beiwert Cb, Biegedrillknickmoment, Querkrafttragfähigkeit, Durchbiegung, Knicktragfähigkeit und Interaktionswerte stimmen mit der Handrechnung exakt überein.

Da der Bericht neben dem Ergebnis auch die Zwischengrößen ausgibt, lässt sich jedes Ergebnis leicht überprüfen.

Details der Verifizierungsstudien (Wissensdatenbank)

Normen

ÇYTHYE (LRFD) TBDY 2018
In welcher Version? Die Stahlbauberechnungen sind in StatiCAD Ultimate enthalten.

Häufig gestellte Fragen

Mit welchen Profilen kann die Stahlbemessung durchgeführt werden?

Die Tragfähigkeitsberechnung erfolgt für warmgewalzte I/H-Profile wie IPE, IPN, HEA, HEB, HEM sowie HD, HL und HP. U-, L-, T-, Kasten- und Rohrprofile können ebenfalls zugewiesen werden und erscheinen im Modell und in der 3D-Ansicht. Kaltgeformte Profile werden im Leichtstahlmodul bemessen.

Können Stahl- und Stahlbetonbauteile im selben Modell liegen?

Ja. Der Bemessungstyp jedes Bauteils (Stahlbeton, Mauerwerk, Holz, Stahl) wird separat gewählt; bei gemischten Bauwerken werden die Stahlbauteile in derselben Berechnung gelöst und nach der jeweiligen Norm nachgewiesen.

Wie wird das Biegedrillknicken berechnet?

Die seitliche Stützlänge des Trägers wird automatisch aus der Trägerlänge übernommen oder manuell eingegeben. Das Programm berechnet die Grenzen Lp und Lr, bestimmt den Bereich Fließen, inelastisches oder elastisches Biegedrillknicken und gibt den maßgebenden Grenzzustand im Bericht aus. Der Momentenkorrekturbeiwert Cb wird aus dem Momentendiagramm jeder Lastkombination berechnet; maßgebend ist die Kombination mit dem größten Verhältnis von Beanspruchung zu Tragfähigkeit.

Gehen Windlasten in die Stahlbemessung ein?

Ist im Projekt ein Windlastfall definiert, werden die ÇYTHYE-LRFD-Windkombinationen in die Bemessung aufgenommen. Die Standard-Kombinationsliste der TBDY enthält keinen Wind; in diesem Fall meldet die Analyse in den Warnungen, dass keine Windkombination vorhanden ist.

In welcher StatiCAD-Version ist es enthalten?

Die Stahlbauberechnungen sind in StatiCAD Ultimate enthalten. Sie können den Ablauf mit der kostenlosen Demo-Version ausprobieren.

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