Ruckzuck vereinfachtes Handbuch PDF

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Handbuch zum schnellen Einstieg für das Programm "Ruckzuck"...

Description

Architekturwissenschaften Tragwerksplanung und Ingenieurholzbau o. Univ. Prof. DDI W. Winter

Mursoft Statik und Bemessungssoftware

Einführung RuckZuck 6 Institut für

Stand 2017 / 18 Dieses Skriptum beinhaltet ausgewählte Beispiele zur Einführung in das Programm RuckZuck 6 des Unternehmens Mursoft. Es unterstützt die Vorlesungsinhalte der Vorlesungen „Tragwerkslehre Einführung“ und „Statik und Festigkeitslehre“des Bachelorstudiengangs Architektur. Fehler in den Angaben bzw. Antworten sind nicht ausgeschlossen.

Bezug Software: ITI Homepage – Institut – Download http://www.iti.tuwien.ac.at/institut/download/software/ Version: RuckZuck 6.0.0.16 Studentenversion; Build 211; 2015

Dipl.Ing. Dr.tech. Kamyar Tavoussi Mathias Hochleitner, BSc

Reproduktion und / oder Bezugnahme ist strengstens verboten! Reproduction and / or quotation is strictly forbidden!

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Inhaltsverzeichnis

Einführung in das Programm RZ6 .......................................................................... 3

TWL Einführung - Einfeldträger .............................................................................. 5

TWL Einführung - Mehrfeldträger ........................................................................ 10

TWL Einführung - Kragträger ............................................................................... 14

TWL Einführung - Rahmen ................................................................................... 18

TWL Einführung - Fachwerk ................................................................................. 21

TWL Statik und Festigkeitslehre - Eingespannter Träger ...................................... 23

TWL Statik und Festigkeitslehre - Durchlaufträger ............................................... 26

TWL Statik und Festigkeitslehre - Stütze .............................................................. 29

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Einführung in das Programm RZ6 Grundlegend ist es wichtig zu wissen, dass RZ6 ein zweidimensionales Stabwerksprogramm ist. Entsprechend kann man bspw. Stäbe, Linienlasten, Einzellasten, aber keine Wände, Decken oder Flächenlasten eingeben. Weiters kann man auch nur zweidimensionale Dateneingaben übernehmen und berechnen. Die Oberfläche von RZ6 besteht aus der Titelleiste, der Menüleiste, den Symbolleisten und einem Arbeitsfenster. Wenn man ein Projekt mit „Strg + N“ oder „Datei – Neu „öffnet, dann taucht noch ein Lastbaum für Belastung und Kombinatorik auf.

Menüleiste

Symbolleiste Koordinatenursprung

Lastbaum

Statusleiste

Arbeitsbereich

In der Menüleiste finden sich alle Punkte die für das Projekt relevant sind. Diese sind entsprechend der Nutzung im Projekt geordnet und gehen von den Grundeinstellungen über das System und Belastungen bis zu den Ansichtsoptionen. Die wichtigsten Unterpunkte aus der Menüleiste finden sich in den Symbolleisten wieder, sodass man effektiver arbeiten kann. Man kann die Symbolleisten einfach anklicken und verschieben, um so eine Ordnung zu erstellen, die einem zusagt. Das Raster kann man unter Punkt Ansicht ein- und ausschalten.

3

Menüleiste

Symbolleiste In der Menüleiste unter Datei findet man die grundlegendsten Punkte des Programms, wie Neues Projekt („Neu“), Speichern oder Drucken. Unter dem Punkt Bearbeiten finden sich u.a. die klassischen Befehle Rückgängig, Kopieren oder Einfügen, welche mit den typischen Windows-Shortcuts ausgeführt werden können. Der Punkt System dient der Eingabe aller gängigen Daten für die Modellierung des Systems. Diese Befehle finden sich auch auf der Symbolleiste wieder. Weiters kann man hier Systeminformationen abrufen, das System skalieren oder auch ein System generieren, was sich für gleichförmige Systeme anbietet. Weiters lassen sich hier auch Stäbe, bzw. Stabeigenschaften kopieren. Der Punkt Belastung definiert alle Parameter die für die Belastung relevant sind, wobei man neben Einzellasten und Linienlasten auch Temperaturlasten, Auflagerverschiebung oder einen Zwangseinbau vorsehen kann. Auch die Lasten finden sich in der Symbolleiste. Unter dem Punkt Bemessung kann man das System unter der entsprechenden Belastung bemessen lassen nach 1. Und 2. Ordnung, sowie auf Stabilität. Diese Bemessungseinstellungen finden sich ebenso in der Symbolleiste wieder. Unter Optionen kann man Raster-, Material-, Querschnitt-, Berechnungs- und Spracheinstellungen treffen, sowie die Datenbanken auswählen. Im Punkt Ansicht kann man die Darstellung verändern. Unter Fenster finden sich die Fenstereinstellungen und alle aktiven Projekte im Fall, dass es das erste unbenannte Projekt ist, heißt es „1 Rz1“.

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TWL Einführung - Einfeldträger Als Einführungsbeispiel kann man einen Einfeldträger unter einer Linienlast 8 [kN/m] erstellen und die Schnittgrößen nachvollziehen. Als Längenangabe wird die Annahme von 10 [m] getroffen.

Zuerst muss man das System konstruieren. Hierzu kann man die Rasterpunkte nutzen, wobei jeder Punkt einem Meter entspricht. Entsprechend wählt man nun in der Symbolleiste den Knoten aus, damit man ihn platzieren kann. Den ersten Punkt setzt man im Koordinatenursprung und den Zweiten 10 [m] weiter rechts in der x-Achse.

Wenn man in der Symbolleiste Knoten setzen aktiv geschaltet hat und nun einen Knoten verändern will, kann man mit einem Rechtsklick darauf die Knoteneigenschaften verändern. Man kann Knoten auch über Koordinaten eingeben indem man den Menüpunkt System öffnet oder F3 drückt und dann via Koordinaten die Knoten verortet. 5

Im nächsten Schritt muss man den Stab von Knoten 1 mit den absoluten Koordinaten x = 0 und z = 0 bis Knoten 2 mit den absoluten Koordinaten

2

1

x = 10 und z = 0 setzen. Dazu kann man das Symbol Stab auswählen und dann die Knoten hintereinander anklicken und mit Rechtsklick beenden.

Hier ist die Reihenfolge enorm wich-

v. li.n. re.

tig! Wenn zuerst Knoten 1 und dann Knoten 2 angeklickt wird, ist die Definitionsfaser unten und wenn man es v. re.n. li.

umgekehrt macht ist sie oben. Es ist essentiell, dass der Stab richtigliegt, damit bspw. die Lasteingaben in die richtige Richtung wirken.

Auch hier kann man die Eigenschaften wieder ändern, indem in der Symbolleiste „Stäbe“ eingeschaltet ist und man nun mit Rechtsklick auf

Material

den Stab klickt. Gemäß der Voreinstellung hat man hier immer einen HE-B 300 der Güte S235. Für dieses

Querschnitt

Beispiel lassen wir es wie es ist.

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Nun fehlen dem System die Auflager. Hierzu kann man das entsprechende Symbol auswählen und den Knoten 1 anklicken. Voreingestellt wird ein 2wertiges Auflager erstellt, welches vertikale und horizontale Kräfte aufnehmen kann. Das System ist instabil, da noch das zweite Auflager fehlt.

Entsprechend kann man nun das zweite Auflager im Knoten 2 erstellen. Hier sollte eine verschiebliche Auflagersituation sein. Auch bei diesem Punkt kann man die Eigenschaften des Auflagers mit Rechtsklick verändern. Die Federsteifigkeiten sind

2-wertig

1-wertig

hierbei (für uns) irrelevant, aber die Freiheitsgrade sind wichtig.

Wenn alle drei Freiheitsgrade gesperrt sind, dann ergibt sich eine Einspannung. Wenn die Horizontalverschiebung und die Vertikalverschiebung gesperrt sind, dann hat man ein gelenkiges Auflager und wenn die Vertikalverschiebung gesperrt ist, dann hat man ein verschiebliches Auflager, was man hier will. 7

Somit wäre das System grundlegend fertig. Nun fehlt noch die Belastung. Wie man erkennen kann, geht man die Punkte der Menüleiste von links nach rechts durch und kann sich so auch orientieren.

Unter der Belastung kann man nun lokale oder globale Streckenlast auswählen. In diesem Fall ist es egal, weil die Stab z-Achse der globale zAchse entspricht. Die lokale Last bezieht sich immer auf den Stab, der belastet wird, weswegen auch die Definitionsfaser wichtig ist. Die globale Last orientiert sich am globalen Koordinatensystem. Lasteingabe

Man kann den Stab nun mit der lokalen Streckenlast anklicken und sieht, dass eine voreingestellte Last von 10 [kN/m] erscheint. Mit einem Rechtsklick auf den Stab kann man

q = 8 [kN/m]

die Last auch verändern, bspw. auf 8 [kN/m]. Man könnte hier auch andere Einstellungen zu Lastverläufen wählen.

8

Nun hat man alle Parameter die das

Momentenverlauf

System und die Belastung betreffen eingegeben und kann die Auflagerkräfte und Schnittgrößen entsprechend dieser Belastung nachvollziehen. Unter Ansicht Min/Max Werte kann man die Schnittgrößen auch als Zahlen anzeigen lassen.

Anzeige Werte

Entsprechend kann man in der Symbolleiste eine Schrittgröße nach der

Querkraftverlauf

anderen durchgehen: N = 0, Q = 40 [kN] und M = 100 [kNm]. Dieses einfache Beispiel kann man natürlich auch analog berechnen. So kommt man mit

𝑞∗𝑙2 8

ebenso auf das maxi-

male Moment von 100 [kNm].

Abschließend hat man neben den

Auflagerkräfte

Schnittgrößen auch das Symbol für die Auflagerkräfte. AV wäre in diesem Fall 40 [kN], ebenso wie BV. Die Auflagerkraft AH wird nicht angezeigt, da es keine Horizontalkräfte gibt.

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TWL Einführung - Mehrfeldträger Dieses Beispiel wurde aus der Prüfung TWL Einführung Gruppe A am 29.06.2012 übernommen. Gegeben ist eine Konstruktion eines Gerberträgers belastet durch eine Streckenlast 9 [kN/m] und eine Einzellast 30 [kN].

Beginnen muss man mit der Konstruktion des Systems. Den ersten Punkt setzt man im Koordinatenursprung, den Zweiten 7 [m] weiter rechts (z=0, x=7), den Dritten 1 [m] weiter rechts (z=0, x=8) und den vierten 5 [m] weiter rechts (z=0, x=13). Somit sind alle Punkte die den Stab, bzw. Gelenke betreffen gesetzt.

0Im nächsten Schritt muss man nun die Stäbe von Knoten zu Knoten setzen. Dazu kann man das Symbol Stab auswählen und dann die Knoten hintereinander anklicken. Man erkennt, dass die Knoten sichtbar bleiben. Es ist die Reihenfolge in der man die Knoten wählt enorm wichtig – Siehe Bsp. Einfeldträger.

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Im nächsten Schritt kann man nun die Auflager setzen. Man kann das Auflagersymbol auswählen und den ersten Knoten anklicken. Es wird ein 2-wertiges Auflager erstellt, welches vertikale und horizontale Kräfte aufnehmen kann. Das System ist instabil, da noch die anderen Auflager fehlen.

Entsprechend kann man nun die anderen Auflager erstellen. Hier sollte eine verschiebliche Auflagersituation sein. Man setzt nun das nächste Auflager und ändert dann die Eigenschaften auf verschiebliche Auflagersituation. Alle weiteren Auflager werden nun verschieblich erstellt.

Nun fehlt noch das Gelenk, damit der Mehrfeldträger ein statisch bestimmtes System wird. Dazu wählt man das Symbol für Vollgelenk aus und klickt auf den entsprechenden Knoten (z = 0, x = 7). Somit wäre das System grundlegend fertig.

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Nun fehlt noch die Belastung. Unter der Belastung wählt man die lokale Streckenlast aus und lässt sie auf den Stab 1 wirken. Entsprechend der Konstruktion bisher sollte es der linke Stab sein. Die Stabbezeichnungen kann man in der Symbolleiste neben den Ansichtseinstellungen und Lastbezeichnungen einschalten.

In den Eigenschaften der Belastung kann man die Streckenlast auf den Wert von 9 [kN/m] einstellen. In der Voreinstellung wird die Durchbie-

q = 9 [kN/m]

gung angezeigt, die man mit einem Klick auf den Punkt D (Durchbiegung) in der Symbolleiste ausschalten kann.

Weiters benötigt man noch die Einzellast von 30 [kN], die in der Mitte von Stab 3 wirkt. Hierzu wählt man die Einzellast am Stab und drückt auf

F = 30 [kN]

Stab 3. Nun kann es sein, dass man nicht genau 2,5 [m] vom Startknoten erwischt und kann in den Belastungseinstellungen via Rechtsklick auf die Last den Abstand verändern. 12

Man kann auch den Stab in der Mitte teilen oder bereits geteilt mit Knoten konstruieren und eine Einzellast auf den Knoten wirken lassen.

Das System und die Belastungen sind

Querkraftverlauf

fertig und man kann die Auflagerkräfte und Schnittgrößen entsprechend dieser Belastung auf das System nachvollziehen. Entsprechend

Momentenverlauf

kann man in der Symbolleiste eine Schrittgröße

nach

der

anderen

durchgehen: N = 0, Q = 31,5 [kN] und M = 55,12 [kNm]. Auch hier könnte man das maximale Feldmoment mit

𝑞∗𝑙2 8

=

9∗72 8

nachvollziehen

und kommt auf 55,12 [kNm].

Abschließend hat man neben den Schnittgrößen auch das Symbol für

Auflagerkräfte

die Auflagerkräfte. AV wäre in diesem Fall 31,5 [kN], BV 52,8 [kN] und CV 8,7 [kN]. Die Auflagerkraft AH wird nicht angezeigt, da es keine Horizontalkräfte gibt.

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TWL Einführung - Kragträger Dieses Beispiel wurde aus der Prüfung TWL Einführung Gruppe B am 24.06.2016 übernommen. Gegeben ist ein Kragträger belastet durch zwei Einzellasten; einmal 5 [kN] und einmal 10 [kN]. Der Neigungswinkel der Kräfte wäre 45°.

Die Konstruktion des Systems ist hier mit zwei Knoten relativ einfach. Den ersten Punkt setzt man im Koordinatenursprung und den Zweiten 8 [m] weiter rechts (z=0, x=8). Somit sind alle Punkte die den Stab betreffen gesetzt.

Im nächsten Schritt muss man nun den Stab von Knoten zu Knoten setzen. Dazu kann man das Symbol Stab auswählen und dann die Knoten hintereinander anklicken. Auch hier ist es wichtig, dass man auf die Definitionsfaser aufpasst. Sollte sie nicht angezeigt werden, kann man sie über Ansicht – Kennfaser aktivieren.

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Im nächsten Schritt kann man nun das Auflager setzen. Man kann das Auflagersymbol auswählen und den entsprechenden Knoten anklicken. Es wird ein 2-wertiges Auflager erstellt und das System ist instabil, da die Auflagerwertigkeit falsch ist.

Man kann nun die Einstellung des Auflagers ändern. Hier sollte eine eingespannte Auflagersituation sein. Man sperrt somit alle Freiheitsgrade, wobei man erkennt, dass das Auflager den falschen Drehwinkel hat.

Einspannung

Den Winkel kann man ebenfalls bei den Auflagereinstellungen ändern. Unter den Freiheitsgraden findet man das Eingabefeld für den Drehwinkel, wo man nun 90° eingibt. Damit ergibt sich die Einspannung und der richtige Winkel.

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Nun fehlt noch die Belastung. Unter der Belastung wählt man die Einzellast am Stab aus und lässt sie auf den Stab wirken, einmal am Stabende und einmal auf 6 [m] (z = 0, x = 6). Nun benötigt man für die Lasten die jeweiligen horizontalen und vertikalen Anteile, damit man den Neigungswinkel entsprechend Lasten ansetzen kann. Hier kann man sich mit Trigonometrie helfen:

sin(45) =

Gegenkathete Hypotenuse

cos(45) =

Ankathete Hypotenuse

Die äußere Last hat somit eine vertikale Komponente von 3,5 [kN] und eine horizontale Komponente von 3,5 [kN] und die Last auf 6 [m] einen vertikalen Anteil von 7,1 [kN] und horizontalen Anteil von -7,1 [kN]. Die Anteile beziehen sich auf das lokale Bezugsystem.

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Das System und die Belastungen sind

Schnittgrößen

fertig und man kann die Auflagerkräfte und Schnittgrößen entsprechend dieser Belastung auf das System nachvollziehen.

Entsprechend kann man in der Symbolleiste eine Schrittgröße nach der anderen durchgehen: N = 10,6 [kN], Q = 10,6 [kN] und M = 42,2 [kNm]. Abschließend kann man die Auflagerkräfte betrachten. AV wäre in diesem Fall 10,6 [kN], AH -10,6 [kN] und MA 42,2 [kNm].

Wenn man die Schnittgröße an einer bestimmten Stelle herausfinden will, dann muss man einen Knoten setzen, wie bspw. an Stelle 6 [m]. So kommt man auf das Moment MX=6 21 [kNm].

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TWL Einführung - Rahmen Dieses Beispiel wurde aus der Prüfung TWL Einführung Gruppe B am 15.03.2013 übernommen. Gegeben ist eine 3-Gelenk-Konstruktion belastet durch eine Einzellast mit 15 [kN].

Die Konstruktion des Systems wird hier mit fünf Knoten erstellt. Den ersten Punkt setzt man im Koordinatenursprung, den Zweiten 4 [m] weiter oben (z = 4, x = 0), den Dritten 5 [m] weiter rechts (z = 4, x = 5), den Vierten 2 [m] weiter rechts (z = 4, x = 7) und den Fünften 4 [m] weiter unten (z = 0, x = 7). Somit sind alle Punkte die den Rahmen betreffen gesetzt. Sollte das System außerhalb des Arbeitsbereichs rutschen, kann man es mit den Ansichtseinstellungen zentrieren.

Im nächsten Schritt muss man nun den Stab von Knoten zu Knoten setzen. Hier muss man wieder auf die Reihenfolge aufpassen, damit die Definitionsfaser auf der richtigen Seite liegt.

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Im nächsten Schritt kann man nun das Auflager setzen. Im Ursprungsknoten wird ein zweiwertiges Auflager erstellt und im letzten Knoten wird ebenso ein zweiwertiges Auflager erstellt. Damit wäre der Rahmen statisch unbestimmt.

Entsprechend benötigt er noch das Gelenk. Dieses Vollgelenk wird im Knoten x = 5 und z = 4 gesetzt.

Nun fehlt noch die Belastung. Unter der Belastung wählt man die Einzellast am Knoten aus, da sie direkt am Knoten x = 0, Z = 4 wirkt. Entsprechend der Voreinstellung wirkt die Last vertikal, aber in den Einstellungen kann man den horizontalen Anteil auf 15 [kN] und den vertikalen Anteil auf 0 setzen. Somit wären das System und die Belastungen entsprechend der Vorgabe erstellt.

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Jetzt kann die Auflagerkräfte und Schnittgrößen entsprechend dieser Belastung auf das System nachvollziehen. Entsprechend kann man in der Symbolleiste eine Schrittgröße nach der anderen durchgehen: N = 8,57 [kN], Q = 10,71 [kN] und M = 42,86 [kNm].

Abschließend kann man die Auflagerkräfte betrachten. AV wäre -8,57 [kN], AH 10,71 [kN], BV 8,57 [kN] und BH 4,29 [kN].

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TWL Einführung - Fachwerk Dieses Beispiel wurde aus der Prüfung TWL Einführung Gruppe B am 15.03.2013 übernommen. Gegeben ist ein Fachwerk belastet durch eine Einzellast mit 45 [kN] und eine Einzellast mit 35 [kN].

Die Konstruktion des Systems ist hier mit neun Knoten relativ aufwendig. Da es gleichförmig ist, kann man sich hier unter dem Menüpunkt System System generieren oder Strg + F12 helfen. Man wählt das Fachwerk aus und gibt im nächsten Schritt parallelgurtig mit der Höhe 4 [m] sowie Länge 18 [m] an. Abschließend wird noch die Fachwerkfülle und die Feldanzahl mit 3 bestimmt. Dann kann man es einsetzen und muss nur we-

System generieren

nig nacharbeiten.

Zuerst löscht man über dem Auflager A die überflüssigen Stäbe. Dann verschiebt man den Knoten x = 18, z = 4 auf der x-Achse um 3 [m]. Somit

löschen

verschieben

entspricht das Fachwerk der Angabe.

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Durch das automatische generieren hat man auch die Auflager an der richtigen Stelle, wobei das linke Auflager (0/0) verschieblich und das rechts Auflager (18/0) gelenkig sein soll. Das kann man in den Einstellungen entsprechend ändern.

Nun fehlt noch die Belastung. Unter der Belastung wählt man die Einzellast am Knoten aus und lässt sie auf

45 [kN]

35 [kN]

den Stab wirken, einmal am Fachwerkende (21/4) mit 35 [kN] und einmal in der Mitte (9/4) mit 45 [kN]

Das System und die Belastungen sind fertig und man kann die Auflagerkräfte und Schnittgrößen entspreN1

chend dieser Belastung auf das System nachvollziehen. Hier ist ent...