2.2 Lager und lastübertragende Komponenten

Um die meisten Situationen während des Konstruktionsprozesses abzubilden, stehen in der CSFM viele Lagerarten (Abb. 7) und Komponenten zur Lastübertragung (Abb. 8) zur Verfügung.

Lager

Ein Punktlager kann auf verschiedene Arten modelliert werden, damit die Spannungen nicht in einem Punkt konzentriert sind, sondern auf eine größere Fläche verteilt werden. Die erste Möglichkeit ist ein verteiltes Punktlager (Abb. 7a), das die Last am Rand des Bauteils gleichmäßig über die festgelegte Breite verteilt.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7\qquad Various types of supports:}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{(a) point distributed; (b) bearing plate; (c) line support; (d) patch support; (e) hanging.}}}$$

Ein Patch-Lager (Abb. 7d) kann dagegen nur innerhalb eines Betonvolumens mit einem definierten Wirkradius angeordnet werden. Es wird dann durch starre Elemente mit den Knoten des Bewehrungsnetzes innerhalb dieses Radius verbunden. Daher muss um das Patch-Lager ein Bewehrungskorb definiert werden.

Für die genauere Modellierung einiger realer Situationen gibt es zwei weitere Optionen für Punktlager. Erstens gibt es ein Punktlager mit einer Auflagerplatte definierter Breite und Dicke (Abb. 7b). Das Material der Auflagerplatte kann festgelegt werden, und die gesamte Auflagerplatte wird separat vernetzt. Zweitens steht ein Hängelager zur Verfügung (Abb. 7e), mit dem Transportanker oder Hebebolzen modelliert werden können.

Ein Linienlager (Abb. 7c) kann an einem Rand (durch Angabe seiner Länge) oder innerhalb eines Elements (durch einen Polygonzug) definiert werden. Es ist außerdem möglich, seine Steifigkeit und/oder sein nichtlineares Verhalten festzulegen (Lager auf Druck/Zug oder nur auf Druck).

• Ausführliche Beschreibungen finden Sie unter Lagerarten in IDEA StatiCa Detail

Lastübertragende Komponenten

Auch die Einleitung von Lasten in die Struktur kann auf verschiedene Arten modelliert werden. Für Punktlasten kann eine Auflagerplatte (Abb. 8a) ähnlich wie bei einem Punktlager verwendet werden. Sie verteilt die konzentrierte Last dank einer Stahlplatte mit definierter Breite und Dicke auf eine größere Fläche. 

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 8\qquad Various types of load transfer components:}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{(a) bearing plate; (b) patch load; (c) hanging; (d) partially loaded area.}}}$$

Die Punktlast kann entweder direkt auf die Oberfläche der Struktur mit einem definierten Wirkradius aufgebracht werden (die Last wird auf die Betonelemente aufgebracht) oder über ein spezielles Übertragungselement, die sogenannte Patch-Last (Abb. 8b und Abb. 9). Die Patch-Last ermöglicht es, die Last direkt in die definierte Bewehrung innerhalb des Wirkradius zu übertragen. Damit die Patch-Last korrekt funktioniert, muss (in den Bewehrungseigenschaften) eine Gruppe von Bewehrungsstäben definiert werden, die mit der Last verbunden werden. Ist keine verbundene Bewehrung definiert, entspricht der Lastübertragungsmechanismus dem einer Punktlast auf der Bauteiloberfläche. Die Last wird dann über die Randbedingungen auf die Betonelemente übertragen und nicht direkt auf die Bewehrung. 

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 9\qquad Patch load: (a) load application; (b) load transferred through rebars (a group of bars for the load transfer is defined);}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{(c) load transferred through concrete (a group of bars for the load transfer is not defined).}}}$$

Transportanker oder Hebebolzen können durch eine Hängelast modelliert werden (Abb. 8c). Der Anwender kann eine teilweise belastete Fläche verwenden (Abb. 8d). Diese ermöglicht eine Erhöhung der Tragfähigkeit des Betons unter Druck gemäß Eurocode (diese Art der lastübertragenden Komponente kann nicht verwendet werden, wenn ACI eingestellt ist). Die Struktur kann außerdem mit Linienlasten an den Rändern, mit allgemeinen Polygonzügen oder mit Flächenlasten belastet werden. Die Detail-Anwendung kann das Eigengewicht in der Berechnung automatisch berücksichtigen.