sens.16 - Bewegliche Lasten (einschließlich erweiterter beweglicher Lasten und Lasten auf Schienen)

Dieses Modul dient der Simulierung von verschiebbaren Lasten entlang eines festgelegten Pfads an 1D- und 2D-Bauteilen. Es umfasst zwei Teile: Lasten auf Schienen zum Generieren von quasi-beweglichen Lasten auf Platten, und bewegliche Lasten für Lasten, die sich entlang eines festgelegten Pfads bewegen.

Lasten auf Schienen

Das Modul Lasten auf Schienen dient der Erzeugung von quasi-beweglichen Lasten auf Platten:

• Das Vorüberziehen von vordefinierten Kraftgruppen (die einen Zug darstellen) entlang einer Schiene wird als Reihe von Lastfällen simuliert. Jeder Lastfall entspricht einer Position der Last auf der Schiene.
• Die Anzahl der betrachteten Positionen hängt von der vom Benutzer festgelegten Schrittgröße ab.
• Die kritische Position der Lastgruppen kann ermittelt werden, da die Ergebnisse in Form von Hüllenfunktionen am 3D-Modell dargestellt werden.
• Die belasteten Platten können flach oder gekrümmt sein.

Kraftgruppen

• Kraftgruppen können Einzellasten und/oder gleichförmig verteilte Lasten, Flächenlasten und freie Lasten enthalten.
• Standardmäßig werden die definierten Kraftgruppen als „fester Körper“ entlang der Schienen verschoben.
• In langen Kraftgruppen können Drehpunkte definiert werden, um lange Fahrzeuge mit „Gelenken“ darzustellen.
• Kraftgruppen können für mehrere Projekte geteilt werden.
• Das System enthält einen Satz vordefinierter Kraftgruppen gemäß EN 1991.

Bewegliche Lasten

Das Modul dient der Simulierung von beweglichen Lasten entlang festgelegter Pfade an Rahmen oder Oberflächen.

Lastsysteme

• Jedes System ist eine Kombination aus einer verteilten Last undefinierter Länge und aus Einzellasten, die sich zusammen entlang eines vordefinierten Pfads an der Struktur bewegen.
• Die Anzahl und die Arten der definierten Lastsysteme sind nicht eingeschränkt.
• Das System enthält eine Bibliothek vordefinierter Lastsysteme gemäß verschiedenen Normen.

Erweiterte Lastsysteme

Erweiterte Lastsysteme bestehen aus mehreren Gruppen beweglicher Lasten. Jede Gruppe ist eine Kombination aus Linien- und Einzellasten, die sich entlang eines vordefinierten Pfads an der Struktur bewegen:

• In einer Gruppe verschiebbarer Lasten kann eine verteilte Linienlast endlicher Länge mit einer Linienlast unendlicher Länge und mit Einzellasten an relativen Positionen kombiniert werden.
• Verteilte Lasten können mit Einzellasten überlappen. Wenn keine Überlappung gewünscht ist, kann die Linienlast in mehrere Teile unterteilt werden.
• Im erweiterten Lastsystem kann eine einzelne oder können mehrere identische und unabhängige Lastgruppen zusammen an einem Fahrstreifen wirken.
• Bei einem System aus zwei identischen Lastgruppen können ein Mindest- und ein Höchstabstand zwischen den Lastgruppen definiert werden. Wenngleich die Lasten sich unabhängig voneinander bewegen, können also bestimmte Einschränkungen in Bezug auf die Position der Lasten definiert werden.
• Bei einem System aus mehr als zwei identischen Lastgruppen werden die Lastgruppen in festem Abstand zueinander positioniert.
• Eine verteilte Umgebungslast undefinierter Länge oder eine Last zwischen den Gruppen kann hinzugefügt werden.
• Die Anzahl und die Arten der definierten Lastsysteme sind nicht eingeschränkt.
• Das System enthält eine Bibliothek vordefinierter Lastsysteme gemäß verschiedenen Normen.

Fahrstreifen

• Der Benutzer definiert manuell die Spur, entlang der die beweglichen Lasten sich bewegen.
• Die Spuren können aktualisiert werden und müssen nach einer Änderung der Modellgeometrie (geänderte Knotenkoordinaten, Querschnitte usw.) nicht neu definiert werden.
• Entlang der ausgewählten Spuren werden die Bemessungsextremwerte (wie maximale und minimale Biegemomente, Reaktionen und Verformungen) je Lastsystem ermittelt.

Analyse (Hüllenableitung)

 

SCIA Engineer ermittelt die Auswirkung von Systemen verschiebbarer Lasten anhand der Einflusslinienanalyse:

• An den vorhandenen Fahrstreifen werden je Querschnitt Einflusslinien bzw. Flächen für Schnittgrößen und Verformungen generiert.
• Eine automatische Suchroutine ermittelt die kritische Position der Lastsysteme.

Abhängig vom Vorzeichen der Einflusslinienordinaten werden automatisch bestimmte Entscheidungen getroffen:

• Auf Einzellasten, die in günstige Bereiche der Einflusslinienfunktion fallen, können Abminderungsbeiwerte angewendet werden.
• Gleichförmig verteilte Lasten wirken nur in ungünstigen Bereichen der Einflusslinienfunktion.
• Einzellasten können so festgelegt werden, dass sie nur in ungünstigen Bereichen der Einflusslinienfunktion wirken.
• Sie können festlegen, ob eine Last teilweise außerhalb der Struktur positioniert sein darf, wenn dies zu größeren Schnittgrößen oder Verformungen führen würde.
• Die Lasten können so festgelegt werden, dass sie nur in einem bestimmten Abschnitt des Fahrstreifens auftreten.

Auf Grundlage der Einflusslinienanalyse werden Hüllen (Mindest- und Höchstwertfunktionen) für Schnittgrößen, Reaktionen und Verformungen erzeugt.

• Die Hüllen werden automatisch für jedes System beweglicher Lasten berechnet.
• Hierzu können Bereiche mit günstigen Werten in den Einflusslinien (mit entgegengesetztem Vorzeichen) ignoriert werden.
• Für Schnittgrößen und Reaktionen kann ein zusätzlicher Multiplikationsfaktor gemäß VOSB (NEN) angewendet werden.

Die Norm schreibt vor, dass dieser Faktor nicht auf Verformungen anzuwenden ist. Daher können für einen Lastfall, der mit umhüllenden Schnittgrößen verbunden ist, größere Verformungen erreicht werden als für einen Lastfall mit umhüllenden Verformungen.

Lastfallgenerierung

Auf Grundlage der Hüllen können tatsächliche oder fiktive Lastfälle erzeugt werden.

• Tatsächliche Lastfälle enthalten Lastsysteme, die in Standardlasten an der Struktur konvertiert und an den kritischen Positionen positioniert sind, die in der Einflusslinienanalyse ermittelt wurden.
• Es kann eine Reihe fiktiver Lastfälle mit den Mindest- und Höchstwertfunktionen der Schnittgrößen- und Verformungskomponenten generiert werden. Diese Lastfälle enthalten keine tatsächlichen Lasten, sondern eher nur die Auswirkung dieser Lasten, Momentendiagramme, Verformungen usw.
• Diese Lastfälle können in Standardkombinationen mit anderen Lasttypen kombiniert und so in Querschnitt- und Stabilitätsnachweisen verwendet werden.

Fiktive Lastfälle sind nur für die Komponente gültig, für die sie abgeleitet wurden. Ein für die Mindestbiegemomente My abgeleiteter Lastfall ergibt also nur für die Diagramme von My gültige und aussagekräftige Ergebnisse, nicht für andere Schnittgrößen- oder Verformungskomponenten.

Das Modul dient der Berechnung der Interferenzen verschiedener Gruppen beweglicher Lasten an Rahmen.

• Simulation benutzerdefinierter, einzelner oder gruppierter beweglicher Lasten aus Einzellasten und/oder verteilten Lasten
• Bereitstellung integrierter Lastgruppen gemäß verschiedenen nationalen Normen

Das Modul ermittelt außerdem die Interferenzen verschiedener Gruppen beweglicher Lasten an Rahmen und Oberflächen.

Anwendungen

Erweiterte Lastsysteme eignen sich zur Modellierung komplexer Lasten an folgenden Arten von Strukturen:

• Verkehr auf Straßen- und Eisenbahnbrücken, Viadukten usw.
• verschiebbare Lasten an Kranlaufbahnen
• Bewegungen von Menschenmengen auf Fußgängerbrücken und Bodenplatten

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Erforderliche Module:

• sen.00