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Stahlbetonstütze

BEST – Modul Stahlbetonstütze

 

Neuheiten in BEST Stahlbetonstütze

Der Berechnungs- und Bemessungskern des Stützenprogramms BEST wurde vollständig überarbeitet und steht ab der Version 21 mit vielen Neuerungen zur Verfügung. Dazu gehört vor allem die Umstellung von einer systembezogenen auf einen querschnittsorientierten Ansatz für die wirtschaftliche Auslegung von Stützen auch mit hochfesten Materialien. Lesen Sie hier mehr zu den wichtigsten Neuerungen in BEST:

  • Neue FEM-Berechnung mit hochwertiger geometrisch und materiell nichtlinearer Stabilitäts- und Traglastanalyse von ebenen und räumlichen Stützensystemen
  • Neuer Bemessungskern mit querschnittsbezogenem Ansatz für Kriechumlagerungen zwischen Betonstahl und Beton sowie die Kalt- und Heißbemessung von Stahlbetonstützen
  • Separate Nachweise und Ausnutzungsgrade der Querschnittstragfähigkeit und globaler Systemtragfähigkeit bzgl. Ausknicken
  • Koordinatenursprung am Stützenfuß mit x-Achse als Stützenachse und der Querschnittsachsen y,z als Bezug für die einheitliche Eingabe (Querschnitt, Bewehrung, Lasten, Exzentrizitäten) und Ausgabe (Schnittgrößen, Verformungen, Steifigkeiten)
  • Auflagerkräfte und Fundamentlasten auf das globale Koordinatensystem bezogen für eine kompatible Lastübergabe an weitere Anwendungen
Allgemeine Neuerungen
  • Rückwärtskompatibilität für Dateien aus früheren Versionen
  • Einstellung für Berechnung der Tragwirkung in x-z-Ebene oder räumlich
  • Automatische Berechnung des Vorschlags für die Größe der Vorverformung
  • Berücksichtigung neuer Bewehrungsschemas
  • Berücksichtigung des Eigengewichts mit einem separaten Lastfall
  • Neue Kombinationsbildung für die Kalt- und Heißbemessung sowie GzG-Nachweise
  • Auswahl zwischen Bemessung (erf. As) und Nachweismodus (vorh. As) ohne Bemessung
  • Freie Wahl der beflammten Ränder bei der Zonenmethode des Brandschutznachweises
  • Überprüfung der Systembedingungen für den tabellarischer Brandschutznachweis
  • Tabellarischer Brandschutznachweis für gewählte Brandkombinationen
  • Schnelle Nachweisübersicht vor der Generierung der Ergebnisausgabe
NEU: Erweiterung Beton
  • Materialabstufung für Beton und Betonstahl in benutzerdefinierten Stützenabschnitten
  • Wirtschaftliche Bemessung für hochfesten Stahl SAS670 infolge Kriechumlagerung
  • Verformungsnachweis in GzG, der mit den ausgewählten Kombinationen (selten, häufig, quasi-ständig) geführt werden kann. Die Berechnung erfolgt nichtlinear mit Mittelwerten der Materialeigenschaften und ohne Imperfektion.
NEU: Heißbemessung Beton
  • Neue thermische Analyse mit finiter Differenzenmethode für Rechteckquerschnitte
  • Exakte Temperaturermittlung für jede einzelne Bewehrungsposition
  • Neue Heißbemessung mit differenzierten temperaturabhängigen Materialkennlinien je Bewehrungsposition

Komponenten Stahlbetonstütze

Basismodul

BEST ist ein Programm für die Bemessung von Stützen im Hochbau. Es bietet eine gemeinsame grafisch-interaktive Oberfläche, die sich mit zusätzlichen Modulen für die jeweilige Ingenieuraufgabe erweitern lässt.

  • Grafisch-interaktive Programmumgebung für die Ein- und Ausgabe
  • Moderne Programmumgebung mit Menüband, Objektbaum, Eigenschafts- und Eingabetabellen
  • Tragwirkung wahlweise eben oder räumlich
  • Lagerungen starr oder elastisch mit beliebiger Anordnung von Weg- oder Drehfedern
  • Fundamenteinspannung automatisch anhand von Bodenkennwerten und Fundamentabmessungen
  • charakteristische Eingabe der Lasten je Lastfall mit eindeutiger Zuordnung eines Lastfallattributs
  • Teilsicherheits- und Kombinationsbeiwerte sind je Lastfallattribut normativ vorbelegt und änderbar
  • Lasten lassen sich als Punktlasten, als exzentrische Punktlasten und als linear veränderliche Linienlasten sowie als vorgegebene Verschiebungen und Verdrehungen eingeben
  • Stützeneigengewicht wird automatisch mit separatem Lastfall berücksichtigt
  • alle möglichen Bemessungskombinationen werden mithilfe von gruppenbasierter Kombinationsbildung automatisch gebildet und zur Berechnungsauswahl angeboten
  • Benutzerdefinierte Bildung von Lastfallkombinationen
  • Lastweiterleitung sämtlicher Grundkombinationen und außergewöhnlichen Kombinationen für die Bauteilnachweise des anschließenden Fundaments nach EN 1992-1-1 und entsprechende NAs
  • Lastweiterleitung sämtlicher charakteristischen (seltenen) Kombinationen und Lagesicherheitskombinationen für die erdstatischen Nachweise des anschließenden Fundaments nach EN 1997-1 und entsprechende NAs
  • direkte Schnittstelle zum RIB Programm FUNDA
  • Konfigurierbare Listenausgabe mit Nachweisübersicht, Mengenermittlung, Vorschaufunktion und Office-Schnittstellen
Stahlbeton

Das Modul Stahlbetonstütze ist ermöglicht den Nachweis von ein- oder mehrgeschossigen Stahlbetonstützen im Grenzzustand der Tragfähigkeit infolge Tragwerksverformungen (Knicksicherheitsnachweis und Bemessung) und im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit. Die Berechnung erfolgt grundsätzlich zweiachsig nach der Theorie 1. und 2. Ordnung unter Berücksichtigung wirksamer Steifigkeiten im Zustand II.

Die Programmanwendung unterstützt zusätzlich folgende Berechnungsmöglichkeiten:

  • Regelquerschnitte lassen sich geschossweise abstufen und exzentrisch anordnen
  • Die Bewehrung kann mithilfe von vordefinierten Bewehrungsschemas angeordnet werden
  • Die Bewehrung kann entlang einer Stütze konstant bleiben oder abschnittsweise abgestuft werden
  • Es lassen sich unterschiedliche statische Systeme in Lagerungszuständen und im Endzustand (nicht im Transportzustand) in einem geschlossenen Rechengang untersuchen
  • Die Vorverformung werden affin zur Knickfigur angenommen
  • Die Richtung der Vorverformung wird automatisch bestimmt
  • Kriechen wird auf Querschnittsebene als zusätzliche Dehnung angesetzt
  • Berechnung als Nachweis mit vorgegebener Bewehrung zur Ermittlung der Ausnutzung oder als Bemessung mit Ermittlung erforderlicher Bewehrung
  • Bemessung erfolgt für die ständige, außergewöhnliche und Erdbeben Situationen in einem Rechengang
  • Bemessung für zweiachsige Biegung mit Normalkraft und Querkraft wahlweise nach DIN 1045-1, EN 1992-1-1 und entsprechende NAs für DE, AT, SK/CZ und UK
  • konstruktiver Brandschutz nach dem tabellarischen Verfahren für unverschiebliche Stütze

Mögliche Zusatzmodule

Erweiterung Beton

Das Erweiterungsmodul für Stahlbeton dehnt die Anwendungsmöglichkeiten auf anspruchsvolle Ingenieuraufgaben aus, die über den Standardumfang hinausgehen. Dazu zählen:

  • Abstufung der verwendeten Materialien für mehrgeschossige Stützen (Betonklasse und Betonstahlsorte)
  • Wirtschaftliche Bemessung von hochfester Bewehrung (z.B. SAS-Bewehrungsstahl) durch Berücksichtigung der querschnittsbezogenen Kriechumlagerung vom Beton auf den Betonstahl
  • Verformungsnachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
Heißbemessung Beton

Durch dieses Modul wird die Funktionalität des Programms BEST Stahlbetonstütze um die Bemessung für Hochtemperaturbeanspruchung von Stützen infolge einer Brandbeanspruchung erweitert. Die Nachweise werden nach dem vereinfachten Rechenverfahren, der weiterentwickelten Zonenmethode nach EN 1992-1-2 und entsprechende NAs für DE, AT, SK/CZ und UK, geführt. Zu den bereits unter BEST Stahlbetonstütze genannten Anwendungsmöglichkeiten enthält BEST-CFDGN folgende ergänzenden Leistungsmerkmale:

  • Die Heißbemessung nach der Zonenmethode erfolgt für Stützen mit einem rechteckigen Querschnitt
  • Die Brandbeanspruchung kann allseitig, ein-, zwei- oder dreiseitig sein
  • Die instationäre Temperaturfeldverteilung wird numerisch auf Basis einer thermischen Analyse ermittelt
  • Hochtemperatur-Werkstoffeigenschaften bzw. reduzierte Spannungs-Dehnungslinien für Beton und Stahl
  • Temperaturabhängige Querschnittsreduzierung, d. h. Berücksichtigung der durch Heißgaseinwirkung geschädigten Zonenbreite
  • Berücksichtigung der unterschiedlichen Temperaturen für jede einzelne Bewehrungsposition entsprechend dem Bewehrungsschemas
  • Bemessung für System und Querschnittstragfähigkeit

Die Option für eine Berücksichtigung von Hochtemperaturbeanspruchungen erlaubt eine wesentliche Erweiterung der Funktionalität gegenüber der regulären Stützenbemessung und bietet insbesondere folgende Vorteile:

  • Effiziente Berücksichtigung der Normbrandbeanspruchung nach ETK
  • Einfache Erfassung verschieblicher Stützen mit beliebiger Lagerung
  • Durchgängige Nachweise für Stützen mit uneingeschränkten Bauteilhöhen bzw. Schlankheiten
  • Übersichtliche Ausgabe der Ergebnisse aus thermischer und mechanischer Analyse sowie Heißbemessung
  • Rückwärtskompatibilität für Dateien aus früheren Versionen
  • Einstellung für Berechnung der Tragwirkung in x-z-Ebene oder räumlich
  • Automatische Berechnung des Vorschlags für die Größe der Vorverformung
  • Berücksichtigung neuer Bewehrungsschemas
  • Berücksichtigung des Eigengewichts mit einem separaten Lastfall
  • Neue Kombinationsbildung für die Kalt- und Heißbemessung sowie GzG-Nachweise
  • Auswahl zwischen Bemessung (erf. As) und Nachweismodus (vorh. As) ohne Bemessung
  • Freie Wahl der beflammten Ränder bei der Zonenmethode des Brandschutznachweises
  • Überprüfung der Systembedingungen für den tabellarischer Brandschutznachweis
  • Tabellarischer Brandschutznachweis für gewählte Brandkombinationen
  • Schnelle Nachweisübersicht vor der Generierung der Ergebnisausgabe
  • Neue thermische Analyse mit finiter Differenzenmethode für Rechteckquerschnitte
  • Exakte Temperaturermittlung für jede einzelne Bewehrungsposition
  • Neue Heißbemessung mit differenzierten temperaturabhängigen Materialkennlinien je Bewehrungsposition
  • Materialabstufung für Beton und Betonstahl in benutzerdefinierten Stützenabschnitten
  • Wirtschaftliche Bemessung für hochfesten Stahl SAS670 infolge Kriechumlagerung
  • Verformungsnachweis in GzG, der mit den ausgewählten Kombinationen (selten, häufig, quasi-ständig) geführt werden kann. Die Berechnung erfolgt nichtlinear mit Mittelwerten der Materialeigenschaften und ohne Imperfektion.
Stahlstütze

Mit dem Modul Stahlstütze für Standardquerschnitte lassen sich unter Windows® ein- oder mehrgeschossige Stahlstützen im Grenzzustand der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit nach der Theorie 1. und 2. Ordnung und mit der Berücksichtigung von Imperfektionen nachweisen. Die grafisch-interaktive Arbeitsumgebung erlaubt eine effiziente Eingabe des Systems und der Belastung mit automatischer Bildung der Lastfallkombinationen. Die nichtlineare Berechnung kann einachsig oder zweiachsig erfolgen. Die Ausgabe der Ergebnisse können über eine Vorschauoption beliebig konfiguriert und als Liste mit Grafiken ausgegeben werden. Die Programmanwendung unterstützt zusätzlich folgende Berechnungsmöglichkeiten:

  • Regelquerschnitte lassen sich geschossweise abstufen und exzentrisch anordnen
  • Vorgabe von abschnittsweise konstanten Stabquerschnitten
  • Profiltypen: Doppel-T, Rechteckrohr, Rundrohr, als Walz- oder Schweißprofil
  • Profildatenbank für Walzprofile
  • Baustahl nach DIN EN 1993-1-1 und EN 10025-2
  • Bemessung erfolgt für die ständige, außergewöhnliche und Erdbeben Situationen in einem Rechengang, wahlweise nach DIN 18800, EN 1993-1-1 und entsprechende NAs für DE, AT, SK/CZ und UK
  • Ansatz der Imperfektionen affin zur 1. Eigenform mit benutzerdefinierten Vorgaben
  • Schnittgrößen nach Theorie 1. Ordnung
  • Schnittgrößen nach Theorie 2. Ordnung unter Berücksichtigung der Imperfektionen
  • Ermittlung der ideellen Verzweigungslast
  • Elastischer Spannungsnachweis
  • Plastische Querschnittstragfähigkeit mit Interaktionsbeziehungen
  • Stabilitätsnachweis durch Ersatzimperfektionsverfahren nach EN 1993-1-1, 5.2.2(7a)
  • unter Berücksichtigung des Stabilitätsversagens durch Biegeknicken bzw. Biegedrillknicken
  • Verformungsnachweis im GzG
  • Tabellarische Ausgabe der Schnittgrößen, Spannungen, Ausnutzungen, Verformungen und der Auflagerkräfte jeweils nach Theorie 1. und 2. Ordnung
  • Grafische Ausgabe der Schnittgrößen, Spannungen, Ausnutzungen, Verformungen, 1. Eigenform

Besonderheiten von BEST Stahlbetonstütze

BEST Hochbaustütze ist eine leistungsstarke Programmanwendung für die Bauteilstatik und bietet sowohl für Stützen aus Stahlbeton und Stahl insbesondere folgende Vorteile:

  • Übersichtliche, effiziente und moderne Arbeitsoberfläche für kurze Bearbeitungszeiten
  • Vollständig grafikorientierte Eingabe mit optimaler Kontrolle aller Änderungen
  • Schnelle Einarbeitung mit Online-Hilfe + Handbuch
  • Einfache Berechnung und Bemessung beliebiger Systeme mit freier Wahl für Geschosse, Lager und Lasten
  • Hochwertiger Berechnungsmodul für die Bearbeitung sehr schlanker, hoch ausgenutzter Stützen
  • Anwendung der Vorlagentechnik für Voreinstellungen und separate Sprachauswahl für die Ein- und Ausgabe
  • Fundamentlasten können an das Programm FUNDA übergeben werden

BEST eignet sich als leistungsstarke Programmanwendung insbesondere dann, wenn es um eine hochwertige geometrisch und materiell nichtlineare Berechnung und eine wirtschaftliche Bemessung von Stützensystemen geht.

Hoch ausgenutzte Stahlbetonstützen im Hoch- und Fertigteilbau - BEST Erweiterung Beton

BEST SCREENSHOTS

Titelbild: Bremer AG, Paderborn

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Silke Bauer
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