Kranbahnträger - Frilo Statik Software - Frilo Statik ...18800-1, Tab. 1, für die Stahlsorten der...

S9 - Kranbahnträger 1

Kranbahnträger S9

Handbuch für Anwender von Frilo-Statikprogrammen

© Friedrich + Lochner GmbH 2009

Frilo im Internet www.frilo.de

E-Mail: [email protected]

S9 Handbuch, Revision 1/2009

2 Frilo - Statik und Tragwerksplanung

Frilo-Programm: S9 - Kranbahnträger Dieses Handbuch informiert über die Grundlagen zun Programm S9. Allgemeine Bedienungshinweise zu den Frilo-Programmen sind im Dokument "Bedienungsgrundlagen.pdf" zusammengefasst.

Inhaltsverzeichnis

Anwendungsmöglichkeiten................................................................................................. 4

Berechnungsgrundlagen..................................................................................................... 5

Systemeingaben................................................................................................................... 6 Material und Kranparameter ................................................................................................. 7

Material......................................................................................................................... 7 Kranparameter ............................................................................................................. 7

Abmessungen ....................................................................................................................... 9 Querschnittsauswahl........................................................................................................... 10 Grundquerschnitte............................................................................................................... 11 Kerbfälle .............................................................................................................................. 12 Bezugspunkte am Querschnitt ............................................................................................ 13 Querschnittspunkte für den Betriebsfestigkeitsnachweis.................................................... 14 Spannungspunkte am Querschnitt...................................................................................... 14 Quersteifen.......................................................................................................................... 15 Lagerungen ......................................................................................................................... 15 Abstände diskrete Lagerbedingungen ................................................................................ 17 Kranschiene und Puffer....................................................................................................... 18 Pufferkräfte berechnen ....................................................................................................... 20

Lasten.................................................................................................................................. 22 Krane................................................................................................................................... 23 Kranlasten bearbeiten ......................................................................................................... 23 Brückenkran - Lasten.......................................................................................................... 24 Deckenkrane/Unterflanschkrane - Lasten .......................................................................... 25 Einwirkungen....................................................................................................................... 26 Lasten bearbeiten ............................................................................................................... 27 Lastarten ............................................................................................................................. 29 Abstände der Lasten zum Bezugspunkt ............................................................................. 31 Nachweise........................................................................................................................... 33 Vorverformungen ................................................................................................................ 35 Teilsicherheitsfaktoren für Einwirkungen ............................................................................ 36 Lastfallkombinationen generieren ....................................................................................... 37

Einstellungen...................................................................................................................... 38 Berechnungsparameter....................................................................................................... 39 Berechnungsergebnisse ..................................................................................................... 40 Grenzlinien .......................................................................................................................... 41 Spannungshistogramme ..................................................................................................... 42 Betriebsfestigkeit................................................................................................................. 43 Nachweis Stegbeulen unter Einsatz von PLII ..................................................................... 44

Ausgabe .............................................................................................................................. 45 Ausgabeschnitte.................................................................................................................. 46 Programmspezifische Symbole........................................................................................... 47


Weitere Infos und Beschreibungen finden Sie in den relevanten Dokumentationen: S9-Berechnungsgrundlagen.pdf Bedienungsgrundlagen.pdf Menüpunkte.pdf Ausgabe und Drucken.pdf Import und Export.pdf Projekte und Positionen - Datenverwaltung.pdf


Anwendungsmöglichkeiten Das Programm S9 berechnet Kranbahnen nach DIN 18800 und DIN 4132. Mit dem Programm können Kranbahnen berechnet werden, die von bis zu zwei

- Brückenkranen – System EFF - Deckenkranen - Unterflanschlaufkatzen

befahren werden. Die Einschränkung auf das Kransystem EFF (bei Brückenkranen) ergibt sich jedoch nur durch die automatische Lastgenerierung, die im Programm integriert ist. Der Anwender hat darüber hinaus die Möglichkeit, unter Umgehung der automatischen Lastgenerierung, selbständig sowohl Einwirkungen aus Kranlaufrädern als auch sonstige veränderliche Einwirkungen zu definieren. Damit zeichnet sich das Programm S9 einerseits durch eine einfache Eingabe von Standardfällen und andererseits durch ein Maximum an Flexibilität für Sonderfälle aus. Folgende Nachweise werden geführt:

- Nachweis der Systemstabilität über Spannungsnachweise für Profil und Schweißnähte auf Grundlage der Biegetorsionstheorie II. Ordnung.

- Nachweis der lokalen Lasteinleitung - für Brückenkrane

- Nachweis der Schweißnaht Kranschiene - Profil. - Vergleichsspannungsnachweis am Steganschnitt. - Genauer und wirtschaftlicher Stegbeulnachweis nach DIN 18800 Teil 3.

- für Deckenkrane und Unterflanschlaufkatzen - Berechnung der sekundären Flanschbiegespannungen am Untergurt. - Vergleichsspannungsnachweis am Gurtanschnitt.

- Betriebsfestigkeitsnachweis für Profil und Schweißnähte.

S9 - Kranbahnträger im Vergleich zum Programm BTII - Biegetorsionstheorie Mit dem Modul BTII verfügt das Unternehmen Friedrich & Lochner über ein sehr leistungsfähiges Programm zur Ermittlung von Schnittgrößen, Verformungen und Spannungen mit und ohne Vorverformungen nach Biegetorsionstheorie II. Ordnung mit Berücksichtigung der Wölbkrafttorsion an ebenen oder räumlich belasteten Durchlaufträgern. Durch die Unterstützung von bewegten Einzellasten und der Berücksichtigung der lokalen Trägerbeanspruchung bei Unterflanschkranen sowie bei Kranen mit Unterflanschlaufkatzen wurde das Programm BTII bereits in der Praxis für den Biegedrillknicknachweis von Kranbahnen mittels Spannungsnachweis Theorie II. Ordnung (Verfahren E – E) eingesetzt. Die Berechnung und Bemessung von Kranbahnen erfordert jedoch darüber hinaus gehende Nachweise, wobei die Definition von System und Lasten nahezu identisch sind. Aus diesem Grund wurde das Programm S9 sehr stark an die Programmphilosophie von BTII hinsichtlich System- und Lastdefinition angelehnt. S9 baut demnach auf BTII auf und erweitert die Eingabe um die für die Berechnung von Kranbahnen spezifischen Eingaben.


Berechnungsgrundlagen Allgemeines Bei Kranbahnträgern mit Horizontalverband werden die horizontalen Seitenlasten (HS, HM) über Fachwerkwirkung in die unterstützenden Bauteile abgetragen. Der Obergurt des Kranbahnträgers wirkt dann als Gurt des Aussteifungsverbandes und wird zusätzlich durch Biegung und Normalkraft beansprucht. Fehlt ein solcher Verband, verursachen die horizontalen Seitenlasten (HS, HM) zweiachsige Biegung mit Torsion. Die für Kranbahnträger verwendeten Profile sind im Allgemeinen nicht wölbfreie Querschnitte, so dass die Wölbspannungen infolge Wölbkrafttorsion nicht vernachlässigt werden können. Die Schnittkräfte werden auf Grundlage einer geometrisch nichtlinearen Formulierung mit der Methode der finiten Elemente ermittelt. Da die DIN 18800-2 keinen vereinfachten Tragsicherheitsnachweis (Ersatzstabverfahren) mit planmäßiger Torsion vorsieht, ist eine Berechnung nach Theorie II. Ordnung erforderlich. Dabei sind die geometrischen Ersatzimperfektionen zu berücksichtigen. Wegen der hohen Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit (Spurgenauigkeit) sind plastische Tragreserven des Querschnittes (Verfahren Elastisch-Plastisch) oder Tragreserven des Systems (Verfahren Plastisch-Plastisch) nicht nutzbar. Das Kriterium für den Lastverzweigungsfaktor ist die Grenzspannung fy,d. Numerische Berechnung - Finites Elementkonzept Zur Ermittlung der Spannungen am verformten Träger infolge zweiachsiger Biegung und Wölbkrafttorsion nach Theorie II. Ordnung wird das in [1] entwickelte finite räumliche Balkenelement für offene, dünnwandige Querschnitte eingesetzt. In diesem finiten Kirchhoff-Balkenelement werden Schubverformungen und Querschnittsverzerrungen vernachlässigt. Das Element besitzt an den Elementenden jeweils 7 Knotenfreiheitsgrade.

- Verschiebung v in y-Richtung - Verschiebung w in z-Richtung - Verdrehung x um die x-Achse - Verdrehung y um die y-Achse - Verdrehung z um die z-Achse - Verwölbung x'

Lokale Lasteinleitungsspannungen sind in diesem Modell nicht erfasst. Die vertikalen Radlasten werden als konzentrierte Einzellasten berücksichtigt. Der Angriffspunkt und die Lastrichtung ändern sich bei Verformung des Trägers nicht. Berücksichtigt wird hingegen das Torsionsmoment, welches aus der seitlichen Verschiebung der vertikalen Radlast bei Torsionsverdrehung des Querschnittes folgt. Bei der Berechnung wird unterstellt, dass sich die Torsionsverdrehung und die seitliche Auslenkung ungehindert einstellen können. Im ausgelenkten Zustand treten aufgrund der Verlagerung des Radaufstandspunktes Rückstellmomente auf. Diese sind jedoch nur schwer abschätzbar und bleiben deshalb aus Gründen der Sicherheit unberücksichtigt. Weitere Tragreserven ergeben sich aus der Kopplung der beiden Kranbahnträger durch die Kranbrücke. Auch dieser Einfluss bleibt unberücksichtigt. Weiter Linienlasten (wie beispielsweise das Eigengewicht) werden richtungstreu in der ausgebogenen Schwerachse des Trägers als Elementstreckenlast angesetzt. Zusätzliche Programmbeschreibung Genauere Informationen über die Lastannahmen und Berechnungsgrundlagen sind dem Dokument Berechnungsgrundlagen als PDF-Dokument zu entnehmen - dieses Dokument finden Sie auch im Service-Bereich auf unserer Homepage www.frilo.de. Die theoretischen Grundlagen für die Berechnung des Kranbahnträgers sind in ausführlicher Form dem in der Programmbeschreibung angegebenen Schrifttum zu entnehmen.

www.frilo.de


Systemeingaben Die Systemdefinition entspricht im Wesentlichen der des Programms BTII. Es existieren einerseits bestimmte Einschränkungen und andererseits bestimmte Erweiterungen in der Systemeingabe, die sich durch die Spezifik der Kranbahnberechnung ergeben. Einschränkungen

- Es werden nur die Baustähle S235 und S355 unterstützt. - Es sind nur Berechnungen nach Theorie II. Ordnung nach dem Verfahren Elastisch -

Elastisch möglich. - Es können nur Kranbahnträger mit konstantem Querschnitt definiert werden. - Kontinuierliche Lagerbedingungen (Bettungen) werden nicht unterstützt.

Erweiterungen - Eingabe von Kran Parametern und Parametern zur Berechnung von Kranbahnen. - Definition von Kerbtyp und Kerbfall für ausgewiesene Querschnittspunkte. - Eingabe von Quersteifen. - Eingabe von Kranschiene und Puffern.

Die einzelnen Eingabedialoge sind in Form von Registerkarten angelegt und durch Mausklick auf das entsprechende Register oder Doppelklick auf den entsprechenden Punkt in der Hauptauswahl zu aktivieren. Registerkarten

Material und Kranparameter Eingabe der Materialparameter wie Stahlsorte und -güte

usw. sowie verschiedenen Parametern zum Kransystem (Kranart, Spannweite ...).

Abmessungen Eingabe der Abmessungen (Bereiche) und Querschnitte. Lagerungen Eingabe der Abstände der Lagerungen zum linken

Trägerrand und der Lagerbedingungen. Kranschiene und Puffer Eingabe von Schienenform, Tragwirkung und Puffer. Text Eingabe von zusätzlichem Text (Bemerkungen zum

System), der auch in der Ausgabe erscheint.


Material und Kranparameter

Material Stahlsorte Es können nur „allgemeine Baustähle" ausgewählt werden. Stahlgüte Es können nur die Stahlsorten S 235 und S 355 ausgewählt werden. benutzerdefiniert benutzerdefinierte Stähle können nicht angegeben werden.

Beachte: Sie können nur die Materialien S235 und S355 nach DIN EN 1025 1994-03 aus der Liste wählen. Diese Einschränkung erfolgt deswegen, weil nur für diese Materialien die zulässigen Spannungen für den Betriebsfestigkeitsnachweis nach DIN 4132 angegeben sind. Material nach DIN EN 1025 1994-03 Um eine Vergleichbarkeit der Berechnungsergebnisse bei der Verwendung der Stahlsorten nach DIN 18800-1 und DIN EN 1025 zu erreichen, werden die Materialkennwerte der DIN 18800-1, Tab. 1, für die Stahlsorten der DIN EN 1025 übernommen. Weitere Informationen zu diesem Thema erhalten Sie im Stahlbaukalender 1999, S. 40, Tab. 1. Für diese Stähle werden die Elastizitäts- und Schubmoduli entsprechend DIN 18800-1, Tab. 1, Spalte 5 und 6 der Tabelle 1 als charakteristische Werte angesetzt. Beim Spannungsnachweis ist zu beachten, dass der charakteristische Wert der Streckgrenze fyk mit den Standardwerten belegt ist, jedoch die Erzeugnisdicken der Querschnitte berücksichtigt und ggf. entsprechend abgemindert werden müssen. Die Abminderung bei Querschnittsdicken d > 40 mm erfolgt nicht automatisch. Gegebenenfalls ist ein benutzerdefiniertes Material anzugeben.

Kranparameter Kransystem Brückenkran - System EFF Krane mit lokalem Lasteintrag in der Kranschiene. Es

handelt sich hierbei um einen Brückenkran (System EFF) mit bis zu vier Achsen.

Decken- oder Hängekrane Kran mit lokalem Lasteintrag in den Unterflanschen. Die horizontalen Seitenlasten werden vom Programm mit R/10 angesetzt.

Unterflanschlaufkatzen Kran mit lokalem Lasteintrag in den Unterflanschen. Die horizontalen Seitenlasten werden vom Programm mit R/20 angesetzt.

Spannweite Kranbrücke lkr Abstand zwischen den Systemachsen der Kranbahnen. Die

Kranbahn 2 ist stets die höher belastete Kranbahn. Berechnungsparameter Horizontale Lasten auch bei zweitem Kran ansetzen. Die horizontalen Seitenlasten müssen im Allgemeinen nur von einem Kran berücksichtigt werden. Die horizontalen Seitenlasten des zweiten Kranes sind nur dann zu berücksichtigen, wenn dieser besonders schwere Lasten zu heben hat und mit dem ersten Kran zusammenwirkt. Markieren Sie diese Option, wenn die Horizontallasten für zwei Krane anzusetzen sind.


Beachte: Die horizontalen Seitenlasten infolge Massenkräfte werden vom Programm S9 nur im Zusammenhang mit den vertikalen Radlasten generiert, sofern die vertikalen Radlasten und die Seitenkräfte HM als eine Einwirkung zu betrachten sind. Damit bezieht sich diese Option nur auf die horizontalen Seitenlasten infolge Schräglauf. Der Ansatz der horizontalen Seitenlasten infolge Massekräfte ist von dieser Option unabhängig. Grenzwerte der Verformungen w0 Grenzwert der vertikalen Verformung v0 Grenzwert der horizontalen Verformung Berechnung der Auflagerkräfte für - Anschlusskonstruktionen mit abgeminderten Schwingbeiwerten Markieren Sie diese Option, wenn Kranüberfahrten generiert werden sollen, die die

Auflagerkräfte zur Berechnung von Anschlusskonstruktionen beinhalten. - Grundbauten ohne Schwingbeiwerte Markieren Sie diese Option, wenn Kranüberfahrten generiert werden sollen, die die

Auflagerkräfte zur Berechnung von Grundbauten beinhalten.


Abmessungen

Hier geben Sie die Abmessungen der Kranbahn an.

von x [m] Beim Programm S9 ist dieser Wert stets Null (siehe Bemerkungen). bis x [m] Kranbahnlänge. Q1 Nummer des Querschnittes. Beim Programm S9 ist dieser Wert stets 1 (siehe Bemerkungen). Q2 Nummer des Querschnittes. Beim Programm S9 ist dieser Wert stets 1 (siehe Bemerkungen). l0 Anzeige der Länge der Kranbahn.

Bemerkungen: Der Eingabedialog entspricht dem des Programms BTII, bei dem ein Träger mit Vouten und Querschnittssprüngen definiert werden kann. Diese Möglichkeiten bestehen bei dem Programm S9 nicht. Der Kranbahnträger kann nicht in mehrere Abschnitte aufgeteilt werden. Somit können keine Vouten und Querschnittssprünge definiert werden. Der Kranbahnträger ergibt sich dann aus dem ersten Trägerabschnitt, dem der Querschnitt 1 zugeordnet wird. Die Kranbahn wird praktisch so definiert, als ob ein Trägerabschnitt mit konstantem Querschnitt eingegeben wird. Andere Eingaben werden vom Programm abgewiesen. Querschnitte auswählen/definieren Um einen neuen Querschnitt zu definieren, markieren Sie die Spalte Q1 und drücken Sie

auf die F5-Taste oder klicken Sie auf den Button . Siehe hierzu Kapitel Querschnittsauswahl Quersteifen definieren Um Quersteifen zu definieren, markieren Sie die Tabelle und drücken Sie die F8-Taste

oder klicken Sie auf den Button . Die eingegebenen Quersteifen werden anschließend grafisch dargestellt. Siehe hierzu Kapitel Quersteifen


Querschnittsauswahl

Querschnitt auswählen/definieren/ändern Im Programm S9 kann nur ein Querschnitt definiert werden. Sie können jedoch den bereits (vor-) definierten Querschnitt ändern. Querschnitt ändern Klicken Sie in die Spalte Q1 (Register Abmessungen). Um den vorhandenen (bzw. voreingestellten) Querschnitt zu ändern, drücken Sie die F5-Taste oder klicken Sie auf den

Button . Der Dialog "Grundquerschnitte" wird angezeigt - hier können Sie einen bereits definierten Querschnitt ändern. Eingabemöglichkeiten für Querschnitte: Im Dialog "Querschnitt auswählen/ändern" stehen folgende Eingabemöglichkeiten zur Auswahl:

- Auswahl aus F+L Profildatei Die Profildatei enthält genormte Walzprofile (DIN-Profile).

- Abmessungen Stahl Hier wird ein Querschnitt über die direkte Eingabe

seiner Abmessungen definiert.

Siehe hierzu Dokument Querschnitt auswählen - definieren.doc Siehe weiterhin Kapitel Bezugspunkte am Querschnitt Spannungspunkte am Querschnitt

Kurzzeichen Bezeichnung Norm I Schmale I-Träger DIN 1025, Teil 1 IPE Mittelbreite I-Träger DIN 1025, Teil 5 (EN 19-57) HE-A = IPBl Breite I-Träger, leicht DIN 1025, Teil 3 HE-B = IPB Breite I-Träger, große

Höhe DIN 1025, Teil 2

HE-M = IPBv Breite I-Träger, verstärkt


Grundquerschnitte

Im Programm S9 kann nur ein Querschnitt angegeben werden. Beim Start des Programms ist bereits ein Standardsystem mit einem Standardquerschnitt definiert. Es kann demnach kein Querschnitt hinzugefügt oder gelöscht werden. Um den Querschnitt zu ändern, klicken Sie in das Feld für den Querschnittsnamen und drücken Sie die F5-Taste oder drücken Sie auf , um die F+L-Querschnittsauswahl (F+L-Profildatei oder Querschnitt aus Abmessungen definieren) aufzurufen.

Folgende Profiltypen werden unterstützt: - Walzprofile der Profilreihen I, IPE, HEA, HEB, HEM - Geschweißte doppeltsymmetrische I-Profile - Geschweißte einfachsymmetrische I-Profile - Geschweißte doppelt- oder einfachsymmetrische I-Profile mit beidseitigen

Obergurtwinkeln Über den Button „Bearbeiten" definieren Sie Kerbfälle und Kerbtypen, für die ein Betriebsfestigkeitsnachweis geführt werden soll. Falls Sie nur den Querschnittsnamen ändern wollen, klicken Sie auf diesen und geben einen neuen Namen ein.


Kerbfälle

Für den allgemeinen Tragsicherheitsnachweis und den Betriebsfestigkeitsnachweis sind an ausgewiesenen Querschnittspunkten der Kerbtyp und der Kerbfall anzugeben. Hierfür steht ein separater Dialog zur Verfügung. In diesem Dialog werden die Kerbfälle und die Kerbtypen definiert, für die ein Betriebsfestigkeitsnachweis geführt werden soll.

Quer.-Pkt. Querschnittspunkt entsprechend Skizze. Kerbfall Kerbfall am Querschnittspunkt nach DIN 4132. Kerbtyp Angabe, ob es sich um einen Profilpunkt oder um eine Schweißnaht handelt. aw Wird mit dem Kerbtyp eine Schweißnaht definiert, dann ist in diesem Feld die

rechnerische Schweißnahtdicke nach DIN 18800-1 einzusetzen. Sigma aw Wird mit dem Kerbtyp eine Schweißnaht definiert, dann ist in diesem Feld

der Bemessungswert der zulässigen Schweißspannung nach DIN 18800-1 einzusetzen.

Standardvorgabe für Querschnittpunkte. Durch Anklicken dieses Symbols werden alle Querschnittspunkte für den Betriebsfestigkeitsnachweis (neu) generiert.

Beachte: Nach der Auswahl eines Querschnittes werden alle Querschnittspunkte, für die vom Programm der Schweißnaht- und Betriebsfestigkeitsnachweis geführt wird, angezeigt. Die jeweiligen Kerbtypen und Kerbfälle sowie ggf. die Schweißnahtdicke und die zulässigen Schweißnahtspannungen für den Tragsicherheitsnachweis sind bereits eingetragen. Für die in dieser Tabelle angezeigten Querschnittspunkte wird der Schweißnaht- und Betriebsfestigkeitsnachweis geführt und ausgegeben. Die Lage des jeweiligen Querschnittspunktes ist der Skizze zu entnehmen. Für den Betriebsfestigkeitsnachweis sind die Kerbfälle von W0 bis K4 anzugeben. Die zulässigen Spannungen werden anhand dieser Kerbfälle den Tabellen 7 bis 12 der DIN 4132 entnommen.


Bei dem Kerbtyp wird zwischen Profil und Schweißnaht unterschieden. Handelt es sich bei dem gewählten Querschnittspunkt um eine Schweißnaht, sind zusätzlich die rechnerische Schweißnahtdicke (aw) sowie die zulässigen Schweißnahtspannungen (sigma aw) nach DIN 18800-1 anzugeben.

Bezugspunkte am Querschnitt

Für die im Programm S9 verwendeten Querschnitte ist der Bezugspunkt stets die Mitte der lichten Steghöhe.

Doppel-T Der Bezugspunkt ist der Schubmittelpunkt des Grundquerschnittes (Stegmitte).

Einfachsymmetrisches I-Profil Der Bezugspunkt ist die Mitte der lichten Steghöhe.

Doppel-T mit Obergurtwinkeln Der Bezugspunkt ist die Mitte der lichten Steghöhe.

Beachte: Wird die Kranschiene als mittragend definiert, verschiebt sich der Schwer- und Schubmittelpunkt nach oben. Die o.a. Regelungen gelten jedoch unabhängig davon, ob die Kranschiene vollständig angeschweißt ist oder nicht.


Querschnittspunkte für den Betriebsfestigkeitsnachweis

Spannungspunkte am Querschnitt

Doppelsymmetrisches und einfachsymmetrisches I-Profil

Doppel-T mit Obergurtwinkeln


Quersteifen

In diesem Dialog können an beliebiger Stelle am Kranbahnträger Quersteifen angegeben werden.

x0 x-Koordinate, an der die Quersteife angeordnet wird. b0 Dicke der Quersteife. Kerbfall Kerbfall für den Betriebsfestigkeitsnachweis.

Lagerungen

Lagerbedingungen können im Programm S9 mittels des dargestellten Tabellendialoges als starre - unverschiebliche - Auflager oder als elastische Verschiebe- oder Drehbehinderungen realisiert werden. Während starre Lagerungen in Richtung der globalen Freiheitsgrade durch die Zahl ‘-1' in den entsprechenden Spalten zu bezeichnen sind, ist bei elastischer Lagerung die absolute Größe der Federsteifigkeit anzugeben.

bei x[m] x-Koordinate, bei der die diskrete Lagerbedingung definiert wird Cy Translationsfreiheitsgrad in y-Richtung Cz Translationsfreiheitsgrad in z-Richtung theta x Rotationsfreiheitsgrad um die x-Achse theta y Rotationsfreiheitsgrad um die y-Achse theta z Rotationsfreiheitsgrad um die z-Achse theta xy Wölbfreiheitsgrad Abstände Klicken Sie auf den Button "Bearbeiten", um den Dialog für die Definition der

Abstände für die diskreten Lagerbedingungen einzublenden.


Beachte: Werden die Translationsfreiheitsgrade in y, z-Richtung als starre Lagerbedingungen (-1) angegeben, so wirken diese grundsätzlich im Schubmittelpunkt des Querschnitts. Reale Anschlusskonstruktionen genügen dieser vereinfachten Annahme i. d. R. nicht, wenngleich es in der Praxis üblich ist, feste Auflager so zu definieren. Sollen die Lagerbedingungen genauer in die Berechnung eingehen, sind elastische Lagerbedingungen in Form der vorhandenen linearen Federsteifigkeiten anzugeben. Elastischen Lagerbedingungen können dann Abstände zum Bezugspunkt zugewiesen werden. Die aus diesen Abständen resultierenden Torsionsmomente werden vom Programm automatisch berücksichtigt. Werden horizontale Lager (Cz = 0) eingegeben, sind die Abstände zum Bezugspunkt in jedem Fall anzugeben, da diese Abstände wesentlichen Einfluss auf die Stabilität der Kranbahn haben.

Gleiche Funktion, wie der Button „Bearbeiten": Aufruf des Dialoges „Abstände für diskrete Lagerbedingungen". Sie können alternativ auch die F5-Taste benutzen.

Quersteifen definieren Um Quersteifen zu definieren, markieren Sie die Tabelle und drücken Sie die F8-Taste oder

klicken Sie auf den Button . Siehe auch Kapitel Quersteifen.


Abstände diskrete Lagerbedingungen

Diese Eingabe steht nur zur Verfügung, wenn zum jeweiligen Translationsfreiheitsgrad ein Federwert definiert wurde.

y(Cz) y-Abstand der Cz-Feder bezogen auf den Bezugspunkt am Querschnitt z(Cy) z-Abstand der Cy-Feder bezogen auf den Bezugspunkt am Querschnitt Hinweis zur Eingabe von Federsteifigkeiten Diskrete Federsteifigkeiten erfassen näherungsweise die Steifigkeiten der an den zu untersuchenden Träger anschließenden Bauteile (z.B. Aussteifungsverbände usw.). Das Programm erlaubt auch die exzentrische Anordnung von Federn, welche die seitliche Verschiebung in y- oder z-Richtung behindern. Die Abstände der Federn werden stets zu einem Bezugspunkt angegeben, der jedoch für die jeweiligen Profiltypen unterschiedlich definiert ist. Definition der Abstände Die Abstände der Translationsfedern werden stets zu einem Bezugspunkt angegeben, der für die im Programm S9 unterstützen Profiltypen stets in der Mitte der lichten Steghöhe definiert ist. Bemerkungen Die Abstände werden programmintern auf den Schubmittelpunkt umgerechnet. Auch exzentrische, diskrete Federn können dazu verwendet werden, seitliche Verschiebungen in y- oder z-Richtung in beliebigen Querschnittspunkten zu behindern. Zu diesem Zweck sind große, jedoch nicht beliebig große Federsteifigkeiten vorzugeben. Grundsätzlich sollten Steifigkeiten < 1610 sein. Um die numerische Stabilität der Berechnung nicht zu gefährden, sollten diskrete Steifigkeiten zur Behinderung einer Verschiebung nur so groß gewählt werden, wie unbedingt erforderlich. Dies kann durch Überprüfung der kinematischen Zwangsbedingung im Querschnitt verifiziert werden.


Kranschiene und Puffer

Neben dem Trägerquerschnitt ist, sofern als Kransystem Brückenkran – Kransystem EFF angeben wurde, eine Kranschiene anzugeben. Es werden Kranschienen der A-Form, der F-Form sowie Rechteckschienen unterstützt, wobei Rechteckschienen als tragend oder nicht tragend definiert werden können. Im linken Dialogabschnitt definieren Sie die Kranschiene, im rechten Dialogabschnitt die Endbeschläge.

Kranschiene Schiene Schienenart: A-Form, F-Form und Rechteckschiene.

Die Schienenart ist aus der Liste ( ) auszuwählen. In der Liste sind sämtliche Kranschienen der A-Form und der F-Form sowie Rechteckschienen mit den Abmessungen b/h = 50/30 mm und b/h = 60/40 mm vordefiniert. Um die freie Eingabe einer Rechteckschiene zu ermöglichen, wählen Sie bitte den Listeneintrag „freie Eingabe".

b Schienenbreite h Schienenhöhe Tragwirkung Die Schienenarten A-Form und F-Form werden grundsätzlich als

nicht tragend oder aufgelegt betrachtet, da diese im Allgemeinen geklemmt werden und somit nicht eine schubfeste Verbindung zum Träger eingehen. Rechteckschienen können sowohl als tragend und als nicht tragend definiert werden. Bei der tragenden Kranschiene ist eine schubfeste Verbindung mit dem Träger durch die Ausführung ununterbrochener Schweißnähte zu gewährleisten. Werden für die Übertragung der vertikalen und horizontalen Kräfte nur unterbrochene Schweißnähte ausgeführt, ist die Kranschiene als nicht tragend zu definieren siehe Kapitel Berechnungsgrundlagen

elastische Unterlage Wird die Kranschiene als nicht tragend definiert (sinnvoll nur bei A-

Form und F-Form), kann eine elastische Unterlage zur Verteilung der Lasteinleitungsspannungen zwischen Kranschiene und Träger eingelegt werden siehe Kapitel Berechnungsgrundlagen bzw. DIN 4132, Abs. 4.1.1, S. 6)


Puffer Puffer werden gleich ausgeführt Markieren Sie diese Option, wenn am linken und am rechten

Trägerrand Endbeschläge gleicher Bauausführung mit dem gleichen Abstand angeordnet werden.

Puffer links Markieren Sie diese Option, wenn am linken Trägerrand ein Endbeschlag angeordnet wird.

Puffer rechts Markieren Sie diese Option, wenn am rechten Trägerrand ein Endbeschlag angeordnet wird.

xli, xre Abstand zwischen Endbeschlag und Trägerrand (links/rechts). Hp,li, Hp,re Pufferkraft (links/rechts). Aufruf des Dialoges zur Berechnung der

„Pufferendkräfte " über die F5-Taste. phi Dynamischer Beiwert für Pufferkräfte. h Abstand zwischen Kraftlinie der Pufferkraft und Oberkante

Schiene. Dieser Abstand zzgl. dem Abstand zwischen Oberkante Schiene und Schwerpunkte führt zu einer Momentenbeanspruchung in der außergewöhnlichen Bemessungssituation, für die die Anschlusskonstruktionen zu bemessen sind.


Pufferkräfte berechnen

Aufruf dieses Dialoges über die F5-Taste im Dialog „Kranschiene und Puffer " aus dem Feld „Hp" heraus. In diesem Dialog können aus den Kran- und Pufferparametern die Pufferkräfte

- über Federkonstanten und Federweg des Puffers, oder - über eine lineare Interpolation der Energie-Weg und Kraft-Weg-Beziehungen des Puffers

berechnet werden. Für genauere Informationen vgl. Berechnungsgrundlagen als PDF-Dokument [Abs. 1.2.3.] Hinweis: Die Pufferkraft wird im Programm S9 nicht in die Berechnung eingeführt, da im

Allgemeinen Pufferkräfte unmittelbar in Anschlusskonstruktionen abgeleitet werden. Die Bemessung der Anschlusskonstruktionen für Pufferstoß entspricht einer außergewöhnlichen Bemessungssituation nach DIN 18800-1, El. (714).

Wenngleich keine Bemessung der Kranbahn bei Pufferstoß erfolgt, werden die Parameter für die Bemessung der Anschlusskonstruktionen im Ausdruck angegeben. Für die außergewöhnliche Bemessungssituation handelt es sich dabei bereits um die Bemessungswerte.


Berechnung der Pufferkraft über Federkonstanten und Federweg Die Pufferkraft berechnet sich zu:

bei Anordnung eine Einzelpuffers: F v c mP 2

bei Anordnung eine Doppelpuffers: F v c mP 1

2 2

Berechnung der Pufferkraft über lineare Pufferkennlinie Die Pufferkraft berechnet sich zu:

bei Anordnung eine Einzelpuffers: P P EEP P

bei Anordnung eine Doppelpuffers: P P EEP P

12

m Masse des Krans am Puffer v0 Nenngeschwindigkeit des Krans f Abminderungsfaktor für die Nenngeschwindigkeit c Federkonstante des Puffers. E Kinetische Energie des Kran zum Zeitpunkt des Pufferstoßes. Diese

Energie ist vom Puffer aufzunehmen.

E m v 12

2

Ep Aufnehmbare potentielle Energie des Puffers. Diese Energie kann

maximal vom Puffer aufgenommen werden. Pp Pufferkraft, die zur aufnehmbaren Energie des Puffers gehört. Die

Kraft nennt man Pufferendkraft. Pufferanordnung Angabe, ob es sich um einen Einfachpuffer oder um eine Doppelpuffer

handelt. Hp Pufferkraft, die vom Puffer aufzunehmen ist.

Beachte: Die kinetrische Energie des Kranes wird von jeweils einem Puffer auf einer Kranbahn aufgenommen. Da bei Pufferanprall nicht davon ausgegangen werden kann, dass an beiden Puffern die anliegende Masse gleich groß ist, ist die anzugebende Masse als die am Puffer anliegende zu interpretieren. Bei der Berechnung der Pufferkraft aus den Energie-Weg- und Kraft-Weg-Beziehungen wird eine lineare Pufferkennlinie vorausgesetzt. Die Pufferkennlinie ist im Allgemeinen nicht linear und gibt den Zusammenhang zwischen aufnehmbarer Energie und Pufferkraft an. Werden anstatt Einzelpuffer jeweils Doppelpuffer angeordnet, verdoppelt sich einerseits der Federweg und andererseits halbiert sich die vom Puffer aufzunehmende Energie. Genauere Informationen vgl. Berechnungsgrundlagen als PDF-Dokument [Abs. 1.2.3.]


Lasten Das Programm S9 unterstützt Einwirkungen aus Kranlaufrädern von bis zu zwei unabhängig voneinander betriebenen Kranen. Darüber hinaus können beliebig viele zusätzliche ständige und veränderliche Einwirkungen definiert werden. Die Einwirkungen aus Kranlaufrädern gehen nicht unmittelbar in die Berechnung ein. Aus den vertikalen und horizontalen Kranlasten werden Lasten im BTII - Format automatisch generiert. Der Anwender hat dadurch den Vorteil, die vom Programm generierten Lasten prüfen und ggf. modifizieren zu können. Darüber hinaus kann der Anwender komplett auf die automatische Lastgenerierung verzichten und die vertikalen und horizontalen Radlasten selbst eingeben. Dieses Feature erhöht die Flexibilität enorm, ohne dass dabei auf eine einfache und automatische Lastgenerierung verzichtet werden muss. Im Sinne des Teilsicherheitskonzepts der DIN 18800 handelt es sich um charakteristische Einwirkungen. Zur Ermittlung der Bemessungswerte der Einwirkungen sind entsprechend Abs. 2 Einwirkungskombinationen zu bilden. Diese sind abhängig von der jeweiligen Bemessungssituation. Diese Einwirkungskombinationen enthalten auch die Begrenzung der Kranüberfahrten entsprechend der Anordnung der Puffer. Vorverformungen sind ebenfalls den Einwirkungskombinationen zugeordnet. Im Programm S9 werden diese Einwirkungskombinationen automatisch gebildet. Auch hier kann der Anwender Erweiterungen oder Änderungen vornehmen. Wie die einzelnen Lasten in die Berechnung des Kranbahnträgers eingehen, kann somit eindeutig nachvollzogen werden. Krane Kranlasten, Hubklasse, Beanspruchungsgruppe... Einwirkungen Einwirkungsgruppen, Eigengewicht, Lasten ... Nachweise Eingabe der Parameter für die Nachweise. Text Eingabe von zusätzlichem Text zu den Lasten, der im Ausdruck

erscheint. Diesen Punkt finden Sie in der Hauptauswahl unter Lasten.


Krane

Die Einwirkungen aus Kranlaufrädern werden über Krane definiert. Die Eingabe erfolgt manuell. In der vorliegenden Version steht keine Kranbibliothek zur Verfügung. Bevor die Radlasten eingegeben werden können, sind die Krane zu definieren. Dafür steht der nachfolgend dargestellte Dialog zur Verfügung.

Bezeichnung Bezeichnung des Krans HK Hubklasse nach DIN 15018 04/1974 BK Beanspruchungsgruppe nach DIN 15018 04/1974 H Hublast des Krans in ba Anfahrmaß f Kraftschlussbeiwert nach DIN 15018 04/1974, Tabelle 3 a Kr Abstand zwischen dem vorderen Rad des zweiten Krans und dem

hintersten Rad des ersten Krans. Kranlasten Über den Button „Bearbeiten" öffnen Sie den Dialog zur Definition der

Kranlasten. maxR + HM Gibt an, ob die Massekräfte gemeinsam als eine Einwirkung mit den

Radlasten anzusetzen sind. Sind die Kranparameter eingegeben, können die vertikalen und horizontalen Kranlasten in einem separaten Dialog eingegeben werden siehe Kapitel Kranlasten bearbeiten. Sie gelangen in diesen Dialog, indem Sie die F5-Taste drücken oder auf den Button „Bearbeiten" klicken.

Kranlasten bearbeiten

Je nach ausgewähltem Kransystem (Brückenkran, Decken- oder Hängekran, Unterflanschlaufkatze) erhalten Sie hier einen entsprechenden Dialog: - Brückenkran - Decken- oder Hängekran bzw. Unterflanschlaufkatze

Beachte: Das Programm S9 unterstützt Einwirkungen aus Kranlaufrädern von bis zu zwei unabhängig voneinander betriebenen Kranen. Darüber hinaus können beliebig viele zusätzliche ständige und veränderliche Einwirkungen definiert werden. Die Einwirkungen aus Kranlaufrädern gehen nicht unmittelbar in die Berechnung ein. Aus den vertikalen und horizontalen Kranlasten werden Lasten im BTII - Format automatisch generiert. Der Anwender hat dadurch den Vorteil, die vom Programm generierten Lasten prüfen und ggf. modifizieren zu können. Darüber hinaus kann der Anwender komplett auf die automatische Lastgenerierung verzichten und die vertikalen und horizontalen Radlasten selbst eingeben. Dieses Feature erhöht die Flexibilität enorm, ohne dass dabei auf eine einfache und automatische Lastgenerierung verzichtet werden muss. Im Sinne des Teilsicherheitskonzepts der DIN 18800 handelt es sich um charakteristische Einwirkungen. Zur Ermittlung der Bemessungswerte der Einwirkungen sind entsprechend Abs. 2 Einwirkungskombinationen zu bilden. Diese sind abhängig von der jeweiligen Bemessungssituation. Diese Einwirkungskombinationen enthalten auch die Begrenzung der


Kranüberfahrten, entsprechend der Anordnung der Puffer. Vorverformungen sind ebenfalls den Einwirkungskombinationen zugeordnet. Im Programm S9 werden diese Einwirkungskombinationen automatisch gebildet. Auch hier kann der Anwender Erweiterungen oder Änderungen vornehmen. Wie die einzelnen Lasten in die Berechnung des Kranbahnträgers eingehen, kann somit eindeutig nachvollzogen werden.

Brückenkran - Lasten

Dialog Krane Kranlasten bearbeiten

min R1,i Radlast auf minderbelastetem Kranbahnträger in Achse i max R2,i Radlast auf mehrbelastetem Kranbahnträger in Achse i ai Abstand zwischen den Radachsen ei Abstand zum Führungselement Antrieb Gibt an, ob diese Achse die Antriebsachse ist. min HM1,i Horizontale Seitenlasten infolge Massekräften auf minderbelastetem

Kranbahnträger in Achse i. max HM2,i Horizontale Seitenlasten infolge Massekräften auf mehrbelastetem

Kranbahnträger in Achse i. min HS1,i Horizontale Seitenlasten infolge Schräglauf auf minderbelastetem

Kranbahnträger in Achse i. max HS2,i Horizontale Seitenlasten infolge Schräglauf auf mehrbelastetem

Kranbahnträger in Achse i. Die vertikalen Radlasten, die Achsabstände, die Abstände zum Führungselement und die angetriebene Achse sind elementare Kranparameter, die in jedem Fall durch den Anwender anzugeben sind. Die horizontalen Seitenlasten aus Massekräften und Schräglauf können ebenfalls vom Anwender eingetragen werden, sofern die Werte zur Verfügung stehen. Die horizontalen Seitenlasten aus Massekräften und Schräglauf können aber auch aus den Kranparametern abgeleitet werden. Im Beiblatt 1 zur DIN 4132 bzw. im Merkblatt Stahl 154 werden die Gleichungen zur Berechnung der horizontalen Seitenlasten für das Kransystem EFF angegeben. Das Programm S9 bietet in diesem Zusammenhang eine Funktion zur Ermittlung der Seitenlasten. Wie die horizontalen Seitenlasten von S9 berechnet werden, ist im Dokument S9_Berechnungsgrundlagen.pdf / Kapitel Lastannahmen detailliert beschrieben.


Funktionen der Symbole Standardfunktionen/Tabellenfunktionen: siehe Bedienungsgrundlagen, Kapitel Symbole der Tabelle und Symbole

Berechnung der horizontalen Seitenlasten (HM und HS) aus den Kranparametern.

Siehe auch Bemerkungen im Kapitel „Kranlasten bearbeiten"

Deckenkrane/Unterflanschkrane - Lasten

Dialog Krane Kranlasten bearbeiten

maxR Gesamtradlast in der vorderen Achse (Achse 1) bzw. in der hinteren Achse

(Achse 2). H Horizontale Seitenlast in der Aufstandsfläche von max R. ai Abstand der Systemlinien der Achsen. ey Abstand der Radaufstandflächen von der Flanschaußenkante. Siehe auch Bemerkungen im Kapitel „Kranlasten bearbeiten"


Einwirkungen

Wie unter Kranlasten beschrieben, gehen die in diesem Dialog definierten Kranlasten nicht unmittelbar in die Berechnung ein. Aus diesen Kranlasten werden die Lasten im BTII-Format automatisch vom Programm generiert. Der Anwender hat dadurch den Vorteil, die vom Programm generierten Lasten prüfen und ggf. modifizieren zu können. Darüber hinaus kann der Anwender komplett auf die automatische Lastgenerierung verzichten und die vertikalen und horizontalen Radlasten selbst eingeben. Diese Möglichkeit ist insbesondere dann sinnvoll anzuwenden, wenn neben den Lasten aus Kranlaufrädern auch andere Einwirkungen (bspw. Wind) berücksichtigt werden sollen. Aus den Kranlasten werden Lastfälle generiert, die bestimmten Einwirkungen zugeordnet werden. Aus diesem Grund wird auch von Einwirkungen gesprochen. Welche Einwirkungen vom Programm erstellt werden, kann unter Berechnungsrundlagen nachgelesen werden.

Bezeichnung Benennung/Bezeichnung des Lastfalls. EwGrp Einwirkung, die dem Lastfall zugeordnet wird. Eigengewicht Gibt an, ob dem Lastfall automatisch das Trägereigengewicht

zugeordnet wird. Lasten Über den Button „Bearbeiten" rufen Sie den Dialog Lasten bearbeiten

auf. Kran Nummer des Krans, von dem der Lastfall die Kranlasten enthält. Wichtig: Um Änderungen in den Tabellen vorzunehmen, müssen die

Eingabeoptionen „Löschen und Editieren von automatisch generierten Laställen/Lasten/Überlagerungen" ausgewählt sein siehe Einstellungen .

Funktionen der Symbole Standardfunktionen/Tabellenfunktionen: siehe Bedienungsgrundlagen, Kapitel Symbole der Tabelle und Symbole

Lasten bearbeiten.

Generieren der Lastfälle und der dazugehörigen Lasten aus den Kranlasten.


Lasten bearbeiten

Art Lastarten 1 bis 8 siehe auch Grafiken der Lastarten. 1 = Streckenlast über gesamten Träger 2 = Einzellast 3 = Moment 4 = Trapezlast von Abst bis Abst + Lang 5 = Dreieckslast über gesamten Träger 6 = Trapezlast über gesamten Träger 7 = Streckentorsionsmoment 8 = Normalkraftverlauf Träger Ric Wirkungsrichtung der Lasten: 1 = in x-Richtung bzw. um x-Achse 2 = in y-Richtung bzw. um y-Achse 3 = in z-Richtung bzw. um z-Achse 4 = Verwölbung (nur bei Einzelmoment) Pli Lastordinate entsprechend der ausgewählten Lastart:

bei Art = 1: Lastordinate der Gleichstreckenlast Art = 2: Lastordinate der Einzellast Art = 3: Lastordinate des Einzelmomentes Art = 4: linke Lastordinate der veränderlichen Streckenlast Art = 5: Lastordinate der Dreieckslast bei Abst Art = 6: Lastordinate der Trapezlast bei Abst Art = 7: Lastordinate der Streckentorsionslast Art = 8: linke Lastordinate der Normalkraft

Abst Abstand a vom linken Trägerrand Pre Lastordinate entsprechend der ausgewählten Lastart:

bei Art = 1: keine Eingabe Art = 2: keine Eingabe


Art = 3: keine Eingabe Art = 4: rechte Lastordinate der veränderlichen Streckenlast Art = 5: keine Eingabe Art = 6: Lastordinate der Trapezlast bei Abst + Lang Art = 7: keine Eingabe Art = 8: rechte Lastordinate der Normalkraft

Lang Die Länge des Lastabschnittes

bei Art = 1: keine Eingabe Art = 2: keine Eingabe Art = 3: keine Eingabe Art = 4: Länge der veränderlichen Streckenlast Art = 5: keine Eingabe Art = 6: Abstand zwischen der linken und rechten Lastordinate Art = 7: Länge der Streckentorsionslast Art = 8: rechte Lastordinate der Normalkraft

Flag Angabe des Abstandes des Lastangriffspunktes in z-Richtung zum Bezugpunkt Flag = 0: ez = ez Flag = 1: ez = ez dz, mit dz = Profilhöhe

ey Abstand des Lastangriffspunktes in y-Richtung zum Bezugpunkt

bei Art = 1: Abstand in y-Richtung Art = 2: Abstand in y-Richtung, nur bei Last in y-Richtung (Ric = 2) Abstand der halben Radlast von der Flanschaußenkante, bei

Last in z-Richtung (Ric = 3) Art = 3: keine Eingabe Art = 4: Abstand in y-Richtung Art = 5: Abstand in y-Richtung Art = 6: Abstand in y-Richtung Art = 7: keine Eingabe Art = 8: keine Eingabe

ez Abstand des Lastangriffspunktes in z-Richtung zum Bezugpunkt

bei Art = 1: Abstand in z-Richtung Art = 2: Abstand in z-Richtung, nur bei Last in z-Richtung (Ric = 3) Art = 3: keine Eingabe Art = 4: Abstand in z-Richtung Art = 5: Abstand in z-Richtung Art = 6: Abstand in z-Richtung Art = 7: keine Eingabe Art = 8: keine Eingabe

Abstände Dialog zur Eingabe der Lastangriffspunkte Pos Hinweis auf die Herkunft der Last, maximal 6 Zeichen.


Symbole

Zeilen hinzufügen, einfügen, löschen können Sie über diese Symbole rechts im Dialog.

Definition der Abstände.

Lastarten


Abstände der Lasten zum Bezugspunkt

Bei der Eingabe der Abstände gelten folgende Grundsätze: 1. Streckenlasten (Arten 1, 4, 5, 6) können jeweils in y- und z-Richtungen Abstände zum

Bezugspunkt aufweisen. Diese Lasten können ein Torsionsmoment hervorrufen. 2. Einzellasten können nur mit einem Abstand in Lastrichtung angegeben werden.

Einzellasten können demzufolge keine Torsionsmomente hervorrufen. 3. Einzellasten in z-Richtung werden als eine Last am Träger angetragen, wenn als

Kransystem „Brückenkran - System EFF" gewählt wurde. Ist als Kransystem „Decken- und Hängekrane" oder „Unterflanschlaufkatze" gewählt, werden Einzellasten in z-Richtung jeweils mit ihrem hälftigen Wert als Radlast auf dem Unterflansch angesetzt.

x-Koordinate Die grafische Darstellung für die gewählte Streckenlast kann sich entweder auf den gesamten Bereich beziehen oder auf eine diskrete Stelle am Träger. Markieren Sie diese Option, um die Darstellung bezogen auf die Stelle x0 zu erhalten. Ansonsten wird der gesamte Bereich, über den sich die Last erstreckt, grafisch dargestellt.

Bei Einzellasten steht diese Option nicht zur Verfügung.

x0 Stelle am Träger, für die die grafische Darstellung ggf. erfolgen soll.

Abstand in z-Richtung absoluter Abstand relativer Abstand Der Abstand kann jeweils absolut oder relativ zum

Bezugspunkt am Querschnitt angegeben werden. Absolut: Abstand zum Bezugspunkt als Betrag. Relativ: Der Abstand zum Bezugspunkt wird als

Faktor angegeben, mit dem die Querschnittshöhe multipliziert wird.

ez Abstand in z-Richtung als Wert Faktor Der Abstand wird über einen Faktor angegeben. Der

Abstand ergibt sich dann aus ez = Faktor Profilhöhe


Abstand in y-Richtung Abstand zum Bezugspunkt Die Eingabe erfolgt als Abstand des

Lastangriffspunktes zum Bezugspunkt. Abstand v. Flanschaußenkante Eine Einzellast in z-Richtung kann als Radlast auf die

Unterflansche jeweils zur Hälfte aufgeteilt werden. ey Entsprechend der gewählten Option entweder als

Abstand in y-Richtung zum Bezugspunkt oder als Abstand der halben Radlast von der Flanschaußenkante.

Beachte: Bei denen im Programm S9 unterstützen Querschnitten ist der Bezugspunkt stets die Mitte der lichten Steghöhe (nicht die Profilmitte!) siehe auch Kapitel „Bezugspunkte am Querschnitt".


Nachweise

Die Einwirkungen aus Kranlaufrädern und die zusätzlichen Einwirkungen sind charakteristische Werte, die für die Bemessung der Kranbahn in Bemessungswerte zu überführen sind. Im diesem Dialog werden die Bemessungswerte der Einwirkungen zu den jeweiligen Bemessungssituationen definiert. Es werden grundsätzlich folgende Bemessungssituationen unterschieden:

- die gewöhnlichen Bemessungssituationen - die außergewöhnlichen Bemessungssituationen - die Betriebsfestigkeitsuntersuchung - die Gebrauchstauglichkeit

Die außergewöhnlichen Bemessungssituationen werden im Programm S9 in der vorliegenden Version nicht unterstützt. Innerhalb eines Nachweises, in den die Einwirkungen über definierte Faktoren (Teilsicherheitsfaktoren für Einwirkungen) in die Berechnung eingehen, erfolgen die Kranüberfahrten von jeweils einem Kran und ggf. von zwei Kranen. Die Kranüberfahrten werden durch die Puffer begrenzt. Diese Begrenzung wird durch min x und max x repräsentiert. Dem Nachweis werden bestimmte Vorverformungen zugrunde gelegt. Im Zweifel sollten in einem zweiten Rechengang die Vorverformungen antimetrisch definiert werden, um ggf. höhere Beanspruchungen nachzuweisen. Die Nachweise (im Programm BTII Überlagerungen genannt) werden vom Programm automatisch oder explizit nach Anforderung generiert. Der Anwender kann jedoch (wie bei den Einwirkungen) auf die programmgestützte Generierung verzichten und beliebig viele Nachweissituationen selbständig definieren.

Nr. Nummer der Überlagerung Bezeichnung Name der Überlagerung min x kleinste x-Koordinate für Kranüberfahrt bezogen auf das

vorderste Rad max x größte x-Koordinate für Kranüberfahrt bezogen auf das

vorderste Rad Art Art der Bemessungsituation:

1: Grundkombination: 1,35 (G+R+H)

2: Grundkombination: 1,35 G + 1,5 R+HM

3: Betriebsfestigkeit

4: außergewöhnliche Kombination

5: Gebrauchstauglichkeit

6: Auflagerkräfte: Anschlusskonstruktion

7: Auflagerkräfte: Grundbauten

GammaM Teilsicherheitsfaktor für Widerstände


Art der Art der Vorverformungen 1: parabelförmig 2: sinusförmig Vorverformungen Klicken Sie auf den Button "Bearbeiten", um den Dialog zur

Eingabe der Vorverformungen aufzurufen. Faktoren Überlagerungsfaktoren. Klicken Sie auf den Button

"Bearbeiten", um den Dialog zur Eingabe der Teilsicherheitsfaktoren für Einwirkungen aufzurufen.

Wichtig: Um Änderungen in den Tabellen vorzunehmen, müssen die Eingabeoptionen

„Löschen und Editieren von automatisch generierten Laställen/Lasten/Überlagerungen" ausgewählt sein siehe Einstellungen.

Funktionen der Symbole Standardfunktionen/Tabellenfunktionen: siehe Bedienungsgrundlagen, Kapitel Symbole der Tabelle und Symbole .

Vorverformungen eingeben

Teilsicherheitsfaktoren für Einwirkungen definieren


Vorverformungen

Bei der Berechnungen von Kranbahnen nach Theorie II. Ordnung sind zur Berücksichtigung geometrischer und struktureller Imperfektionen geometrische Ersatzimperfektionen zu berücksichtigen. Dies sind bei verschieblichen Systemen Vorverdrehungen infolge von Stabdrehwinkeln und bei unverschieblichen Systemen Vorverkrümmungen in Form sinus- oder parabelförmiger Halbwellen. Obwohl üblicherweise im Bauwesen geometrische Ersatzimperfektionen nicht in Form einer imperfekten Systemgeometrie, sondern, zur vereinfachten Anwendung, mittels statischer Ersatzlasten erfasst werden, erlaubt S9 den Ansatz von Vorverformungshalbwellen.

Bereich Nummer des Bettungsbereiches Ric Richtung, in der Bettung definiert werden soll:

0: Abbruch der Eingabe 1: Vorverdrehung um die x-Achse 2: Vorverformung in y-Richtung 3: Vorverformung in z-Richtung

von x [m] x-Koordinate für den Anfang des Bettungsbereiches bis x [m] x-Koordinate für das Ende des Bettungsbereiches Amplitude y Amplitude der Vorverformung in y-Richtung Amplitude z Amplitude der Vorverformung in z-Richtung Amplitude theta x Amplitude der Vorverdrehung um die x-Achse Für alle übernehmen Für alle Nachweise werden diese Vorverformungs-Halbwellen

übernommen. Bemerkungen: S9 gestattet Vorverformungen in Richtung der beiden Querschnittshauptachsen y und z sowie Vorverdrehungen (Torsionsverdrehungen) um die Stablängsachse. Zur Reduktion des Eingabeaufwandes ist zur Berücksichtigung von Vorverformungen lediglich die Festlegung der Nullpunkte der Vorverformungshalbwellen sowie der Vorverformungsamplituden erforderlich. Aus diesen Angaben ermittelt das Rechenprogramm intern die Größe der


Vorverformungen in allen zwischen den Nulldurchgängen der Halbwellen liegenden Knotenpunkten. Der Verlauf der Vorverformung sollte affin zur niedrigsten Knick- bzw. Biegedrillknickeigenform angesetzt werden. Ersatzweise ist es jedoch ausreichend, die Vorverformung so zu wählen, dass eine genügend große Komponente der niedrigsten Eigenform enthalten ist, um eine Annäherung der Lastverformungskurve an den 1. Eigenwert zu erreichen. Im Zweifel sollten in einem zweiten Rechengang die Vorverformungen antimetrisch definiert werden, um ggf. höhere Beanspruchungen nachzuweisen. Die Amplituden sind in Abhängigkeit der Knickspannungslinien a, b, c, d nach DIN 18800 Teil 2 und der Ausweichrichtung (y oder z) zu bestimmen. Es ist zu beachten, dass beim Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch nach DIN 18800 T2 die Vorverformungen nach Tabelle 3 mit dem Faktor 2/3 reduziert werden dürfen. Weiterhin darf nach Element (202) für den Biegedrillknicknachweis die Vorkrümmung um 50% abgemindert werden.

Teilsicherheitsfaktoren für Einwirkungen

Innerhalb einer Bemessungssituation werden die charakteristischen Werte der Einwirkungen über die Teilsicherheitsfaktoren in die Berechnung eingeführt. Nr. Nummer des Lastfalls Lastfall Bezeichnung der

Einwirkung Faktor Teilsicherheitsfaktor für

Einwirkung Siehe auch Kapitel Lastfallkombinationen generieren.


Lastfallkombinationen generieren

In diesem Dialog können die Lastkombinationen für die jeweiligen Bemessungssituationen definiert werden. Wählen Sie hierzu eine Bemessungssituation in der Baumansicht aus und drücken Sie die

F8-Taste oder klicken Sie auf das Symbol .

Kranüberfahrten GK Grundkombinationen nach DIN 18800-1, Abs. 7.2.2, El. (710) AK Außergewöhnliche Kombinationen nach DIN 18800-1, Abs. 7.2.2, El. (714), steht nur dann zur Verfügung, wenn außergewöhnliche Einwirkungen

definiert sind. BFU Betriebsfestigkeitsnachweise nach DIN 4132 Gebr. Gebrauchstauglichkeitsnachweis nach DIN 18800-1, Abs. 7.2.3, El. (715) Aufl. Auflagerkräfte für Anschlusskonstruktionen und Grundbauten Bezeichnung Bezeichnung der Lastfallkombination (Nachweis). LF1 ... LFn Faktoren, mit denen die Einwirkungen in die Nachweise eingehen.

Beachte: Um den Überblick zu erhöhen, werden die Bezeichnungen der Einwirkungen in der Statusleiste angezeigt, wenn die jeweilige Tabellenzelle aktiviert wird. Außergewöhnliche Einwirkungen sind bspw. Lasten aus Pufferstößen, die neben der Normalkraftbeanspruchung auch Momente in den Kranbahnträger einbringen können. Im Allgemeinen werden diese Kräfte direkt in die Anschlusskonstruktionen abgeleitet, so dass eine Bemessung der Kranbahn nicht erforderlich ist. Aus diesem Grund wird die außergewöhnliche Bemessungssituation vom Programm nicht selbständig generiert.


Einstellungen Aufruf über den Menüpunkt Bearbeiten Einstellungen oder direkt über die entsprechenden Punkte in der Hauptauswahl (Dimensionen, Eingabe, Diskretisierung, Kranbahn...). In diesem Dialog können Dimensionen, Berechnungsparameter (Diskretisierung, Kranbahn) und Einstellungen für die Ausgabe festgelegt werden. Eingabe

Dimensionen: Über "Dimensionen" legen Sie die gewünschten Einheiten für Abmessungen, Kräfte usw. fest. Die Anzahl der Kommastellen wird vom Programm in Abhängigkeit von der gewählten Einheit selbst vorgegeben. Zur Auswahl einer Einheit klicken Sie in das jeweilige Feld und wählen dann aus der Auswahlliste ( ).

Einstellungen Editieren Sie können die Optionen „Löschen und Editieren von automatisch generierten Laställen/Lasten/Überlagerungen" nach ihrem persönlichen Bedarf wählen. Beachten Sie die Hinweise in der Statuszeile. Änderungen an diesen Tabellen können nur vorgenommen werden, wenn diese Eingabeoptionen ausgewählt wurden.

Automatisches Erstellen von Kranlasten und Kranüberfahrten Über diese Optionen legen Sie fest, ob die Erstellung der Lastfälle und Überlagerungen automatisch durchgeführt wird. Diese Optionen sind dann sinnvoll einzusetzen, wenn manuelle Ergänzungen in den Einwirkungen und Kranüberfahrten durch Änderungen am System und an den Kranparametern nicht überschrieben werden sollen.

Berechnungsparameter

Diskretisierung Hier geben Sie die minimale Elementausdehnung (min dx) und die Anzahl der Elemente (ne) an.

Kranbahn Hier werden die zulässigen vertikalen und horizontalen Verformungen eingeben.

siehe hierzu Kapitel Berechnungsparameter. Ausgabeprofil

Hier legen Sie das Ausgabeprofil für Ausgabeschnitte, System, Lasten und Ergebnisse Tragsicherheit/Kranbahn fest. Über das Ausgabeprofil lässt sich der Umfang der Ausgabe definieren.


Berechnungsparameter

Diskretisierung Minimale Elementausdehnung (min dx) Gibt die Mindestlänge eines finiten Elementes bei der Diskretisierung des Systems an. Es können Werte von 1 cm bis 5 cm eingegeben werden. Anzahl der Elemente (ne) Gibt die ungefähre Elementanzahl des diskretisierten Systems an. Es können Werte von 1 bis 5000 eingegeben werden.

Kranbahn Hier werden die zulässigen vertikalen und horizontalen Verformungen eingeben. Zulässige Verformungen w0 Grenzwerte der vertikalen Verformung Die vertikale Durchbiegung dz eines Kranbahnträgers für Brücken- oder

Hängekrane infolge vertikaler Lasten ggf. abzgl. geplanter Überhöhungen sollte folgende Werte nicht überschreiten:

dz


Berechnungsergebnisse

Über diesen Punkt in der Hauptauswahl starten Sie die Berechnung. Die Berechnungsergebnisse liegen getrennt für jede der im Kapitel 4.3 erläuterten Lastfallkombinationen vor. Neben der Ermittlung von Schnittgrößen, Spannungen und Verformungen werden auch die für Kranbahnen spezifischen Nachweise geführt. Das Programm führt folgende Nachweise:

- Nachweis der Systemstabilität über Spannungsnachweise für Profil und Schweißnähte auf Grundlage der Biegetorsionstheorie II. Ordnung mittels BTII

- Nachweis der lokalen Lasteinleitung - für Brückenkrane

- Nachweis der Schweißnaht Kranschiene - Profil - Vergleichsspannungsnachweis am Steganschnitt - Genauer und wirtschaftlicher Stegbeulnachweis nach DIN 18800 Teil 3 mittels

PLII - für Deckenkrane und Unterflanschlaufkatzen

- Berechnung der sekundären Flanschbiegespannungen am Untergurt - Vergleichsspannungsnachweis am Gurtanschnitt

- Betriebsfestigkeitsnachweis für Profil und Schweißnähte Genauere Informationen zur Ermittlung der Berechnungsergebnisse sind dem Kapitel „Berechnungsgrundlagen" zu entnehmen.


Grenzlinien

Doppelklicken Sie auf den Punkt Grenzlinien in der Hauptauswahl. Entsprechend der Auswahl von Nachweissituation und Schnittgröße im linken Fensterbereich, werden im rechten Fensterbereich die Grenzlinien angezeigt. Nachweis Wählen Sie die entsprechende Nachweissituation, für die die Grenzlinien der Schnittgrößen infolge Kranüberfahrt angezeigt werden sollen. Schnittgröße Wählen Sie die Schnittgröße, deren Grenzlinien infolge Kranüberfahrt angezeigt werden sollen.


Spannungshistogramme

Doppelklicken Sie auf den Punkt Spannungshistogramme in der Hauptauswahl. Auswahl der Kranüberfahrt, für welche die Spannungshistogramme angezeigt werden sollen. Auswahl, ob Histogramme zu Normal- oder Schubspannungen angezeigt werden sollen. Beachten Sie, dass Schubspannungen nicht an allen Querschnittspunkten berechnet werden. Bei der dargestellten Querschnittsgrafik handelt es sich um eine aktive Grafik, mit der per Mausklick ein Querschnittspunkt ausgewählt werden kann. Klicken Sie hierfür auf den jeweiligen Punkt. Die Nummer wird dann in der Titelleiste angezeigt. Bei der dargestellten Trägergrafik handelt es sich um eine aktive Grafik, mit der per Mausklick ein Knotenpunkt ausgewählt werden kann. Klicken Sie hierfür auf den jeweiligen Punkt. Die x-Koordinate wird dann in der Titelleiste angezeigt.


Betriebsfestigkeit

Doppelklicken Sie auf den Punkt Betriebsfestigkeit in der Hauptauswahl. Anzeige alle Werte anzeigen Es werden für alle Trägerstellen die Betriebfestigkeitsnachweise angezeigt. nur Maximalwerte anzeigen Es werden die Betriebfestigkeitsnachweise für die Trägerstelle angezeigt, an der die größte Auslastung bezogen auf den Betriebfestigkeitsnachweis erreicht wird. Kerbfälle Wählen Sie den Kerbfall aus, für den die Betriebsfestigkeitsnachweise angezeigt werden sollen.


Nachweis Stegbeulen unter Einsatz von PLII

Im Programm S9 wird zur Nachweisführung auf Stegbeulen das Berechnungsmodul PLII verwendet. Zur besseren Übersichtlichkeit beinhaltet die Ausgabe im Rahmen des Programms S9 nur

- die vorhandenen Randspannungen - die aus den Abminderungsfaktoren folgenden Grenzbeulspannungen - die Ergebnisse bei alleiniger Wirkung der jeweiligen Randspannungen - das Ergebnis der Interaktionsgleichung (Gl.14 nach DIN 18800-3) einschließlich

Lastverzweigungsfaktor. Die Geometrie des Beulfeldes ergibt sich aus der Höhe des Steges und den Abständen der Quersteifen. Sind Quersteifen nicht vorhanden, ergibt sich die Beulfeldlänge aus den Abständen der vertikalen Auflager. Für die Berechnung wird die Grundkombination II nach DIN 18800-1 herangezogen. Diese Kombination beinhaltet sämtliche ständigen Lasten und die vertikalen Radlasten aus Kranlaufrädern. Weitere Informationen zur Ermittlung des maßgebenden Beulfeldes finden Sie in Berechnungsgrundlagen als PDF-Dokument Kapitel B, Abs. 3.4. Darüber hinaus bietet das Programm S9 die Möglichkeit, dass Beulfeld und die Radlast an das Programm PLII zu übergeben. In diesem Programm kann der Anwender das Beulfeld modifizieren. Die Ausgabe der Nachweisführung ist in PLII auch wesentlich umfangreicher.

Beachte Für Decken- und Hängekrane sowie Unterflanschlaufkatzen ist ein Nachweis auf Stegbeulen nicht zu führen. Sind diese Optionen gewählt, wird das Programm PLII nicht gestartet.


Ausgabe Ausgabe von Systemdaten, Ergebnissen und Grafik auf Bildschirm oder Drucker. Über den Punkt Ausgabe in der Hauptauswahl starten Sie den Ausdruck bzw. die Anzeige auf Bildschirm. Bei einigen Programmen müssen Sie die Ausgabefunktionen über das Register „Ausgabe" einblenden. Ausgabeprofil Bei einigen Programmen können Sie den Umfang der Ausgabe (Ausgabeprofil) durch Auswahl entsprechender Optionen festlegen/einschränken. Word Das Textverarbeitungsprogramm MS-Word wird aufgerufen und die Ausgabe eingefügt, sofern dieses Programm auf Ihrem Rechner installiert ist. In Word können Sie dann die Ausgabe bei Bedarf nach Ihren Wünschen bearbeiten. Bildschirm Anzeige der Werte in einem Textfenster Drucken Starten der Ausgabe auf den Drucker

Grafikdarstellung Klicken Sie auf das Symbol , um die 3D-Grafik anzuzeigen. Bedienung der 3D-Grafik Für eine optimale Sichtkontrolle können Sie die Grafik drehen, zoomen, verschieben, aus beliebigen Blickwinkeln betrachten und speichern.

Die Erklärung zu den einzelnen Symbole erhalten Sie als Tool-Tipp angezeigt (den Mauszeiger eine kurze Zeit über einem Symbol verweilen lassen).

Zoom Fenster. Sie können mit der Maus einen gewünschten Bildausschnitt aufzoomen (vergrößern).

Zoomen mit der Maus. Der Mauszeiger verwandelt sich in eine Hand. Bei gedrückter, bewegter Maus ändert sich die Größe der Darstellung.

Zoom Vollbild. Das Bild wird komplett angezeigt.

Verschieben. Ein vergrößerter Ausschnitt kann bei gedrückter Maustaste verschoben werden.

Drehen mit der Maus. Bei gedrückter Maustaste kann das Bild gedreht werden.

Letzter Ausschnitt. Der zuletzt eingestellte Ausschnitt wird wieder angezeigt.

Speichern der Grafik in den Formaten BMP oder WMF. Weiterhin: Verschiedene Ansichten entsprechend den dargestellten Symbolen.


Ausgabeschnitte

Aufruf über die Hauptauswahl, Ausgabeprofil Augabeschnitte

x x-Koordinate, bei der zusätzliche Berechnungsergebnisse im Statikdokument

ausgegeben werden.

Beachte: Der Ausgabeschnitt sollte einen Mindestabstand zu bereits vorhandenen Stützpunkten am Träger aufweisen siehe dazu Kapitel Berechnungsgrundlagen. Symbolfunktionen siehe Bedienungsgrundlagen, Kapitel Symbole der Tabelle


Programmspezifische Symbole

Je nach Programm stehen zusätzlich zu den Standardsymbolen weitere Symbole/Symbolleisten für programmspezifische Funktionen zur Verfügung. Je nach Programm stehen zusätzlich zu den Standardsymbolen weitere Symbole/Symbolleisten für programmspezifische Funktionen zur Verfügung.

System Anzeige der Systemgrafik N Normalkraftverlauf My Moment um die y-Achse Qz Querkraft in z-Richtung Mt Torsionsmoment Mz Moment um die z-Achse Qy Querkraft in y-Richtung Mw Wölbmoment EtaG Tragsicherheit EtaG Sigmav Spannungsverlauf am gewählten Querschnittspunkt. In der Listenauswahl

wählen Sie den gewünschten Querschnittspunkt. Verformung In der Listenauswahl wählen Sie die gewünschte Verschiebung, Verdrehung

bzw. Verwölbung Vorverformung In der Listenauswahl wählen Sie die gewünschte Vorverformung,

Vorverdrehung bzw. 3D-Vorverformungen Kinematik Anzeigeoption CAD Export DFX nach C3

AnwendungsmöglichkeitenBerechnungsgrundlagenSystemeingabenMaterial und KranparameterMaterialKranparameter

AbmessungenQuerschnittsauswahlGrundquerschnitteKerbfälleBezugspunkte am QuerschnittQuerschnittspunkte für den BetriebsfestigkeitsnachweisSpannungspunkte am QuerschnittQuersteifenLagerungenAbstände diskrete LagerbedingungenKranschiene und PufferPufferkräfte berechnen

LastenKraneKranlasten bearbeitenBrückenkran - LastenDeckenkrane/Unterflanschkrane - LastenEinwirkungenLasten bearbeitenLastartenAbstände der Lasten zum BezugspunktNachweiseVorverformungenTeilsicherheitsfaktoren für EinwirkungenLastfallkombinationen generieren

EinstellungenBerechnungsparameterBerechnungsergebnisseGrenzlinienSpannungshistogrammeBetriebsfestigkeitNachweis Stegbeulen unter Einsatz von PLII

AusgabeAusgabeschnitteProgrammspezifische Symbole

Kranbahnträger - Frilo Statik Software - Frilo Statik ...18800-1, Tab. 1, für die Stahlsorten der...

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