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WIE MAN EINE MAUERWERKSWAND IN SCIA ENGINEER EINGIBT UND WELCHE PARAMETER GEPRÜFT WERDEN?

How to model masonry wall in SCIA Engineer

Mauerwerk ist kein einfaches Material, das in einer Finite-Elemente-Software modelliert werden kann. Es funktioniert gut bei der Kompression, aber es hat keinen Spannungswiderstand. Im SCIA Engineer Project Manager können Sie in der Liste der verfügbaren Materialien das Material „Mauerwerk“ auswählen. Standardmäßig hat das Mauerwerkmaterial die folgenden Parameter: 

How to model masonry wall in SCIA Engineer

Sie können neue Materialien hinzufügen und auch die Parameter der Mauerwerkstoffe basierend auf den mechanischen Eigenschaften der verwendeten Mörtel und Ziegel ändern. 

Wir möchten besonders den Poisson-Koeffizienten erwähnen, der für Mauerwerksbauten zwischen 0,2 und 0,25 variieren kann. Das Young'sche Modul unterscheidet sich bei einer Wand aus Vollziegeln und einer Wand aus Hohlziegeln (der Modulwert variiert hier zwischen 2000 und 5000 MPa). Standardmäßig wird der Durchschnittswert in SCIA Engineer verwendet.  

 

MODELLIERUNG DES VERHALTENS EINER MAUERWAND  

In SCIA Engineer haben wir eine Möglichkeit entwickelt das spezifische Verhalten einer Mauerwerkswand zu berücksichtigen, indem den entsprechenden 2D-Elementen die Eigenschaft „Nur Druck“ zugewiesen wird. Diese Eigenschaft ist nichtlinear, d.h. es müssen nichtlineare Kombinationen definiert werden.

Um die Funktion „Nur Druck“ in SCIA Engineer verwenden zu können, müssen Sie diese zuerst im Projekt-Manager aktivieren. Anschließend müssen Sie die entsprechenden 2D-Elemente auswählen und ihnen die Option „Nur Druck“ in „FEM nichtlineares Modell ”, wie in den Abbildungen unten gezeigt, zuweisen. 

How to model masonry wall in SCIA Engineer

Verwenden Sie die folgende Beispielstruktur welche das Bild unten mit dem Modell und die berücksichtigten Lasten zeigt. Wir haben ein Modell mit nur vertikalen Lasten und ein Modell mit vertikalen und horizontalen Lasten.

How to model masonry wall in SCIA Engineer

Wir führen eine lineare Berechnung durch und weisen dann im Parameter "FEM nichtlineares Modell" der Wand die Option "Nur Druck" zu, um die Funktion "Nur Druck" zu aktivieren. Anschließend führen wir eine nichtlineare Analyse durch, um die Ergebnisse zwischen den beiden Berechnungen zu vergleichen.

 

Ergebnisse und Fazit

Die Bilder unten zeigen das Ergebnis der linearen Analyse (links) und der nichtlinearen (rechts), bei dem die Eigenschaft „Nur Druck“ zugewiesen wurde.

Nur vertikale Belastung angewendet:

How to model masonry wall in SCIA Engineer

Bei vertikalen Kräften ist die Änderung nicht so offensichtlich, da das Element unter Druck arbeitet.

Vertikale und horizontale Belastungen:

How to model masonry wall in SCIA Engineer

 

Es ist deutlich zu erkennen, dass die Wirkung der Horizontalkräfte korrekt eine für Mauerwerksstrukturen typische Diagonalstrebe erzeugt. Wie in der nachstehenden Abbildung gezeigt, reagiert das Mauerwerk unter horizontalen Kräften mit einer diagonalen Druckstrebe. Sobald die Widerstandsgrenze erreicht ist, bricht sie.  

How to model masonry wall in SCIA Engineer

Die Spannungsbereiche in der Platte werden rot hervorgehoben, ebenso wie die maximale Spannung. Eine kleine Spannung ist auch im zweiten Modell noch sichtbar, aber sie ist kleiner und ein Wert, dem das Mauerwerk wahrscheinlich standhalten kann.

Zusammenfassend kann Ihnen SCIA Engineer bei der Berechnung des globalen Verhaltens eines Mauerwerks eine gute Antwort sowohl für vertikale als auch für horizontale Lasten geben.

Lesen Sie unser  Fact Sheet oder kontaktieren Sie unseren Support um weitere Informationen zu erhalten. 

Referenz: 
ESA1119
Software: 
Kategorie: 
Modeller
Typ: 
Free User