Strukturfläche

SOF_SE_AREA

Command	Create Structural Area
Tooltip	Creates or modifies plane and 3D curved structural areas.
Ribbon	None
Menu	None

SOF_SE_AREA_M

Command	Modify Structural Area
Tooltip	Modifies structural areas‘ properties.
Ribbon	None
Menu	None

TOOLTIP Creates or modifies plane and 3D curved structural areas.

Summary

Strukturflächen sind ebene oder räumlich gekrümmte Flächen für die Berechnung von Systemen. Jeder Strukturflächen sind Eigenschaften (Elementdicke, Gruppennummer, Material, Bettungseigenschaften, Lasten, usw.) zugewiesen. In einem räumlichen System kann zusätzlich die Lage der Elemente zu den Knoten definiert werden.

Als Umgrenzung sind Linien, Bögen, Polylinien und SPLINES zulässig. Strukturflächen beschreiben Flächen, die Aussparungen, Stützen und Wände bzw. Unterzüge enthalten können. Die Strukturelemente werden beim Export in die Statikdatenbasis (.CDB) geschrieben. Das Programm SOFiMSHC erzeugt daraus Finite Flächenelemente für die statische Berechnung.

Eine genaue Beschreibung dieser Eigenschaften finden Sie im Kapitel „SAR – Struktur-Fläche“ und den folgenden Kapiteln im Handbuch SOFiMSHC.

Bei den Systemen 2D Platte, 2D Trägerrost und 2D vorgespannte Platte können während der Erstellung der Strukturfläche Lasten für ständige Last und Verkehrslast auf die Strukturflächen aufgebracht werden. Diese können auf der Registerkarte Lasten kontrolliert und geändert werden. Dazu steht auf der rechten Seite der Dialogbox der Schalter Lasten auf Strukturfläche editieren zur Verfügung. Die Registerkarte Lasten steht nur beim Ändern von Strukturflächen zur Verfügung.

Jeder Strukturfläche kann eine eigene Netzdichte zugewiesen werden. Diese wird auf der Registerkarte Vernetzung unabhängig von der allgemeinen Netzdichte beim Export zugewiesen.

Bemerkung

Jedes Strukturelement hat ein lokales Koordinatensystem. In diesem Koordinatensystem werden beim Export auch die Finiten Elemente erzeugt. Dies hat auch Einfluss auf die lokalen Lasten!

Soll die Ausrichtung des lokalen Koordinatensystems eines Strukturelements geändert werden, so geschieht dies mit dem Befehl Elemente ausrichten.

Das Koordinatensystem einer Strukturfläche kann auf ein anderes Strukturelement ausgerichtet werden. Wenn eine so ausgerichtete Strukturfläche markiert ist, so erscheint ein kleines Schlosssymbol. Hinter dem Symbol steht die Art des zugewiesenen Elements uns seine Nummer. Um die Ausrichtung zu ändern klicken Sie auf das Schlosssymbol. Nun werden alle Eigenschaften dargestellt. Um Änderungen zu speichern klicken Sie auf den grünen Pfeil, um abzubrechen auf das rote Kreuz.

Die zugewiesene Gruppennummer kann leicht mit dem Befehl Assign Group geändert werden.

Zur Erstellung einer Strukturfläche stehen folgende Optionen zur Verfügung:

Elemente wählen

Erzeugt Strukturelemente aus AutoCAD Elementen. Diese Option unterstützt das Erzeugen von Strukturelementen aus Regionen, Solids, 3D Flächen und manchen 3D AutoCAD Körpern. Somit kann nahezu jede Geometrie als Grundlage eines Strukturelements dienen.

Bemerkung

Löschen sie die original AutoCAD Geometrie nicht. Die Strukturfläche bekommt alle Informationen über die Geometrie aus der original AutoCAD Geometrie. Wird das AutoCAD Element gelöscht, so kann die Geometrie der Strukturfläche nicht mehr geändert werden.

Segment auf Geometrieachse

Erzeugt Elemente mit Referenz auf eine Achse. Für diese Option stehen folgende Eingabemöglichkeiten zur Verfügung:

Zwischen allen Placements: Es werden Elemente vom ersten Placement der Achse bis zum letzten Placement erzeugt.

Das Segment, das am nächsten zum gezeigten Punkt gefunden wurde, wird verwendet: Ein Element wird zwischen den beiden Placements erzeugt, die dem gezeigten Punkt am nächsten liegen.

Die Grippunkte von Elementen, die auf eine Achse gebunden sind, ändern ihren Typ. Statt dem Quadrat ist eine kleine Pfeilspitze zu sehen. Diese Pfeilspitze kann auf ein anderes Placement gezogen werden. Damit ändert sich die Zuordnung des Elements.

Kurven wählen - Punkte wählen

Erstellt ein geschlossenes Polygon als Umgrenzung des Elements. Eine geschlossene Umfahrung des Elements ist Voraussetzung für die Option Kurven wählen. Bei der Eingabe kann zwischen den beiden Optionen gewechselt werden. Die gepickten Punkte können gezeigt oder über Koordinaten eingegeben werden. Während der Eingabe steht eine Vorschau zur Verfügung. Die Eingabe wird mit der Eingabetaste beendet. In räumlichen Systemen steht diese Option nur in der aktuellen XY Ebene zur Verfügung.

Soll nach einem Bogen, der über die Option Kurve wählen gezeigt wurde, eine weitere Linie über die Option Eckpunkte zeigen definiert werden, so ist es oft sinnvoll, zunächst den Endpunkt des Bogens zu zeigen. Dadurch wird deutlich, auf welcher Seite des Bogens mit der Definition der Flächen fortgefahren werden soll.

Rechteck

Erstellt ein rechteckiges Element durch Angabe zweier Diagonalpunkte. In räumlichen Systemen steht diese Option nur in der aktuellen XY Ebene zur Verfügung. Bitte beachten Sie, dass das Rechteck immer im aktuellen Koordinatensystem erstellt wird. Soll ein gedrehtes Rechteck erstellt werden, so muss das Koordinatensystem zuvor entsprechend eingestellt werden.

Punkt in Fläche

Erstellt ein geschlossenes Polygon als Umgrenzung eines Elements. Wählen Sie einen Punkt innerhalb des zu erstellenden Elements. Achten Sie dabei darauf, dass die Umgrenzung geschlossen ist und sich der gezeigte Punkt nicht zu nahe an einer einspringenden Ecke befindet. Das Programm kann in diesen Fällen keine Umgrenzung finden. In räumlichen Systemen steht diese Option nur in der aktuellen Ebene zur Verfügung.

Bei dieser Option steht in der Sidebar die Möglichkeit der Inselerkennung zur Verfügung.

Ebene wählen

Da verschiedene Optionen nur in der aktuellen Ebene angewendet werden können, muss evtl. zuerst eine Ebene gewählt werden. Dazu stehen folgende Möglichkeiten zur Verfügung:

3 Punkte: Durch die Definition von 3 Punkten wird das Koordinatensystem ausgerichtet.

Element: Die Ausrichtung des Koordinatensystems wird durch Anwählen eines Objekts eingestellt.

Datenbasis: Stellt das im Systeminformationsdialog eingestellte Koordinatensystem wieder her.

Die Ebene bleibt aktuell, bis der Befehl zum Erstellen des Elements beendet wurde.

Registerkarte Allgemein

Jedes Element hat einen Namen und eine Nummer, die im Plan dargestellt werden kann. Dies ist die interne Nummer des Elements, welche man zur Identifizierung benötigt.

Es ist möglich, eine Dicke der Fläche einzugeben, sowie weitere Eigenschaften zu definieren.

Es gibt zwei Möglichkeiten, eine Platte (Strukturfläche) mit variabler Dicke zu erzeugen. Entweder über die Registerkarte Kanteneigenschaften oder über die Dicke an den Strukturpunkten. Bitte beachten Sie, dass in diesem Fall die Dicke der Strukturfläche zu Null gesetzt werden muss.

Registerkarte Vernetzung

Mit den Optionen im Abschnitt Vernetzungsparameter kann jeder Strukturfläche eine eigene Netzdichte zugewiesen werden. Diese wird auf der Registerkarte Vernetzung unabhängig von der allgemeinen Netzdichte beim Export zugewiesen.

Mit Angabe einer oder mehrerer der Optionen aus dem Abschnitt Verschneidungverhalten kann eine Verschneidung mit den entsprechenden Strukturelement-Typ ganz unterbunden werden.

Registerkarte Auflager/Bettung

Hier werden die Festhaltungen und Bettungen der zu erzeugenden Flächenelemente (nicht der Berandung der Fläche!) festgelegt.

Über den Radiobutton Bettungsfaktor wie Material können Sie jeweils den Wert eintragen lassen, den Sie dem Material der Platte zugeteilt haben.

Der Effekt eines Ausfalls der Zugbelastung kann nur durch eine nichtlineare Berechnung mit dem Programm ASE berücksichtigt werden. Das Mischen von globalen und lokalen Festhaltungen ist nur bedingt möglich. Ist beispielsweise eine globale Festhaltung aktiviert, so kann keine lokale Festhaltung mehr angegeben werden, wohl aber lokale Momentenlagerungen. Das Programm graut die nicht mehr vorhandenen Möglichkeiten aus.

Registerkarte Geometrie

Im räumlichen System und beim System „2D vorgespannte Platte“ kann hier die Lage der Elemente zu den Knoten festgelegt werden. Wegen der erforderlichen Normalkraftwirkung ist die Berechnung nur mit dem Programm ASE möglich.

Die Errechnung der Schnittgrößen in orthotropen Platten ist in den Handbüchern TALPA und ASE (Kapitel 2: theoretische Grundlagen) beschrieben. Die Orthotropie einer Platte kann direkt über die entsprechenden Plattendicken oder über die Angabe von Querschnitten gesteuert werden.

In diesem Fall muss der Schalter orthotropes Verhalten aktiviert und ein Querschnitt für TX und/oder TY angegeben werden. Die Eingabemöglichkeiten über die Dicken werden nun deaktiviert. Die Steifigkeiten der Querschnitte werden über die Breite von 1 Meter verschmiert angesetzt (in die lokalen Richtungen der Platte). Für das Eigengewicht werden diese Eingaben nicht herangezogen.

Registerkarte Kanten

Diese Registerkarte (steht nur beim Ändern des Elements zur Verfügung) wird nur gefüllt, wenn genau eine Fläche gewählt wurde.

In einer Tabelle werden alle Berandungskanten eingetragen. Wird eine Zeile markiert, so wird in der Zeichnung die zugehörige Berandung ausgeleuchtet und das Koordinatensystem der Kante eingeblendet. Kanteneigenschaften können auch mit dem Befehl Flächenkanteneigenschaften zugewiesen/geändert werden.

Über die Spalte Plattendicke steuern Sie die Definition von variablen Plattendicken. Hier kann für jede Kante eine Plattendicke angegeben werden. Das Programm erzeugt eine gevoutete Fläche. Diese Angabe überschreibt die Plattendicke auf der Registerkarte Allgemein.

Entlang der gewählten Kante können Gelenke zwischen zwei angrenzenden Strukturflächen erzeugt werden. Wird ein Gelenk aktiviert, so kann zusätzlich ein Federwert angegeben werden (Eingabefelder im linken Bereich). In diesem Fall werden Anschlussfedern (keine Gelenke) erzeugt.

Die Angabe von Federn zwischen Platten ist nur definierbar, wenn zuvor das entsprechende Gelenk freigeschalten wurde. Bei der Richtung der Freischaltung ist zu beachten, dass es sich hier um die lokale Richtung der Berandungskante handelt.

Die Eingabe eines Wertes in der Spalte Parallele Knotenreihe im Abstand bewirkt, dass bei der Netzgenerierung im angegebenen Abstand eine Knotenreihe parallel zum Auflager erzeugt wird. Dies ist vor allen Dingen für Nachweise am Auflager erforderlich. Das Programm erzeugt zunächst die Elemente und Knoten wie gewohnt. Dann wird eine zweite Knotenreihe so erzeugt, dass die Elemente die geforderten Randelemente bilden. Die neuen Knoten werden dann auf die bereits bestehenden (und evtl. gelagerten) Knoten gekoppelt.

Registerkarte Lasten

Auf der Registerkarte Lasten (steht nur beim Ändern des Elements zur Verfügung) definieren oder ändern Sie Lasten, die direkt auf diese Fläche bezogen sind. Lasten, die während der Eingabe über den Dialog Lasten auf Strukturfläche erzeugt wurden, können über den Schalter Lasten auf Strukturflächen editieren… (auf der rechten Seite der Dialogbox) editiert werden. Lasten auf Platten werden voreingestellt als Text unter der Flächenbezeichnung eingefügt. Soll die Last als schraffierte Fläche dargestellt werden, so wird dies über die Visualisierung geändert.

Icon des Befehls Lasten auf Strukturfläche editieren:

Eine detaillierte Beschreibung der möglichen Lasten finden Sie im Kapitel „AREA - Freie Flächenlast“ im Handbuch SOFiLOAD.