Beispiel: Deckenplatte eines Hochhauses
System
In diesem Beispiel wird die Deckenplatte eines Hochhausgrundrisses bemessen. Der Grundriss besteht aus einem elliptischen Teil, der bei Abmessungen von 50 x 30 m2 nur auf unregelmäßig angeordneten Rundstützen gelagert ist. Im oberen Bereich schließt sich ein aussteifender Bereich, der Fahrstühle und Treppenhäuser beinhaltet an. Die komplexe und geometrisch schwierige Deckenplatte lässt sich sinnvoll nur mit einem Finite Elementprogramm bemessen. Die komfortable Positionseingabe von GEN_MACE erleichtert die Eingabe des Systems.
Das Hochhaus wird als Gesamtsystem ebenfalls als ProFEt Projekt vorgestellt.
Belastung
Die Lasten wurden wie folgt angesetzt:
Eigenlasten:
Die Eigenlasten der Konstruktion werden vom Programm ermittelt, zusätzlich wird für den Deckenaufbau eine ständige Last von 1,50 kN/m2 angesetzt.
Verkehrslasten:
Als Verkehrslast werden 5 kN/m2 angesetzt, hierin sind die Zuschläge für leichte Trennwände enthalten. Die Verkehrslast wird in Lastfelder aufgeteilt, die zur Ermittlung der ungünstigsten Belastung vom Programm überlagert werden.
Visuelle Darstellung mit ArCon
Die Visualisierung des Hochhauses mit ArCon zeigt den elliptischen Grundriss. Zur Gliederung wurden Trennwände eingefügt. Zur Anpassung an die Anforderungen der Nutzer sind diese Trennwände als nichttragende Wände auszubilden. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit einer sehr freien und geschossweise verschiedenen Grundrissgestaltung.
Verformungen
Bei der Verformungsdarstellung wird ersichtlich, dass der elliptische Bereich mit Einzelstützen gelagert ist. Hier kann man die Tragwirkung der Stützen erkennen. Der aussteifende Bereich erhält eine geringere Durchbiegung als durch die Lagerung auf die in einem engeren Raster stehenden Wände.
Hauptmomente
Bei der Darstellung der Hauptmomente wird die Lastabtragung der Plattenbereiche und somit die Tragwirkung des Systems ersichtlich.
Stützenkräfte mit Überlagerung
Die Stützenlasten ergeben sich aus dieser Darstellung. Die Lastgröße entspricht hierbei der größten Lasteinzugsfläche. Diese maximalen Stützkräfte wurden aus der jeweils ungünstigsten Überlagerung ermittelt. Sie sind daher höher als die unten zum Vergleich angegebenen Stützenkräfte unter Vollast.
Stützenkräfte ohne Überlagerung
Biegemomente Mx
Max Plattenschnittkräfte - Mx MIN/MAX Min = -92.91 kNm/m Max = 46.84 kNm/m Step = 10.00 kNm/m
Biegemomente My
Max Plattenschnittkräfte - My MIN/MAX Min = -103.25 kNm/m Max = 54.72 kNm/m Step = 20.00 kNm/m
Bewehrung: asro
Bewehrung (DIN) asro [cm2/m], B 35, BSt 4, Betondicke 25.0 cm, KH-VERFAHREN, Überdeckung [cm]: h'ro = 3.0, h'so = 3.0 , min/max-Überlagerung, Bewehrungsrichtung 0.0 GradMax.Bew.: 32.36, Stahlmasse = 2048.24 kg
Bewehrung: asru
Bewehrung (DIN) asru [cm2/m], B 35, BSt 4, Betondicke 25.0 cm, KH-VERFAHREN, Überdeckung [cm]: h'ru = 3.0, h'su = 3.0, min/max-Überlagerung, Bewehrungsrichtung: 0.0 GradMax.Bew.: <asgru, Stahlmasse = 2522.92 kg
Bewehrung: asso
Bewehrung (DIN) asso [cm2/m], B 35, BSt 4, Betondicke 25.0 cm, KH-VERFAHREN, Überdeckung [cm]: h'ro = 3.0, h'so = 3.0, min/max-Überlagerung, Bewehrungsrichtung 0.0, GradMax.Bew.: 37.68, Stahlmasse = 2211.07 kg
Bewehrung: assu
Bewehrung (DIN) assu [cm2/m], B 35, BSt 4, Betondicke 25.0 cm, KH-VERFAHREN, Überdeckung [cm]: h'ru = 3.0, h'su = 3.0, min/max-Überlagerung, Bewehrungsrichtung: 0.0, GradMax.Bew.: <asgsu, Stahlmasse = 2887.00 kg