Stab2D-NL
Analysis of reinforced Concrete Structures

Mit dem Steigen der architektonischen Ansprüche, dem gleichzeitigen Einsatz hochfester Betone und Wahl neuer (z.B. fugenloser) Bauverfahren steigen die Anforderungen an die Güte einer statischen Berechnung. Eine übliche lineare Rechnung kann daher diesen Ansprüchen oft nicht mehr gerecht werden. Zu groß sind die Unterschiede zwischen den ermittelten und den wirklich vorhandenen Schnittgrößen und Verformungen. Die daraus resultierenden Bauteilabmessungen können nicht nur unwirtschaftlich sein, sondern andererseits auch zu unterdimensionierten Tragwerken führen.
Um Stahlbetontragwerke in ihrer Gesamtheit nichtlinear untersuchen zu können, wurde deshalb von mir ein Stabwerks- Programm erstellt, in dem einerseits das nichtlineare Verhalten des Stahlbetons unter Biegung und Normalkraft (inklusive Schwinden und Kriechen des Betons und Tension Stiffening) als auch große Verformungen (Theorie 3. Ordnung) berücksichtigt werden.
Um diese Effekte schnell und einfach modellieren zu können, wurde eine hybride Methode benutzt, bestehend aus dem Übertragungsverfahren für die Stabberechnung sowie der FE-Methode zur Berechnung der Knotenverformungen.

Mit der gezeigten Oberfläche ist eine leichte und schnelle Eingabe sowie Änderung eines Systems möglich. Zahlreiche Funktionen wie Schieben, Spiegeln, Rotieren etc. stehen dabei zur Verfügung. Die Rechenergebnisse werden sowohl in nummerischer Form als auch in vielfältiger grafischer Form ausgegeben.

Bsp.: Fundamentbalken.
         Stahlbetonquerschnitte (nichtlinear) + nichtlineare Bettung. Anzeige der Verkrümmungen.


Das Konzept des Programms orientiert sich an den Anforderungen von Lehre, Wissenschaft und Forschung, erfüllt aber auch die Bedingungen zur Nutzung in Ingenieurbüros oder Baufirmen. So ist es sehr einfach möglich, Systeme mit vorgegebenen Querschnitten nichtlinear nachzurechnen, die Schnittgrößen zu bestimmen und die Verformungen zu ermitteln. Es ist jedoch auch möglich, die Schnittgrößen linear-elastisch zu ermitteln mit einer anschließenden Bemessung von Stahlbetonquerschnitten.
Als Haupteinsatzgebiet lassen sich folgenden Punkte nennen:

In meiner eigenen Arbeit sowie in verschiedenen Diplom- und Studienarbeiten im Arbeitsbereich Massivbau der TUHH wurden folgende Punkte mit dem Programm Stab2D-NL genauer untersucht:

Inzwischen ist das Programm seit über 10 Jahren im täglichen Einsatz in verschiedenen Ingenieurbüros, Baufirmen oder Instituten. Die Benutzeroberfläche bezüglich Systemeingabe, Berechnung und Ergebnisausgabe wurde dementsprechend erweitert und angepasst, um ein effizientes Arbeiten in der Praxis zu ermöglichen.

Einige Hintergrundinformationen zum Programm sowie wichtige Informationen zur Modellierung der Baustoffeigenschaften finden Sie in dem 10-seitigen PDF-Dokument (488 kB), welches ich für kleine Einführungsveranstaltungen in das nichtlineare Rechnen mit dem Programm Stab2D-NL benutze.