Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Die nichtlineare Berechnung ebener Rahmen aus Stahl- oder Spannbeton mit Berücksichtigung der durch das Aufreißen bedingten Achsendrehung
Die Berechnung der Verformungen und der Schnittgrößenverteilung von Stahlbetontragwerken ist nur unter Berücksichtigung des nichtlinearen Materialverhaltens möglich. Durch das Aufreißen werden bereits im Gebrauchszustand die Biege- und Dehnsteifigkeit reduziert, so dass sich vergrößerte Verformungen und verminderte Zwangsbeanspruchungen ergeben. Mit dem Ziel, insbesondere die Auswirkungen der Achsendehnung rechnerisch erfassen zu können, wurden Algorithmen zum nichtlinearen Berechnen von ebenen Rahmensystemen aus Stahl- und Spannbeton entwickelt. Dafür werden die jeweiligen Vorteile von Übertragungsverfahren, FE-Methode und Querschnittsberechnung genutzt. Die Rechnung erfolgt nach Theorie 3. Ordnung und berücksichtigt das nichtlineare Verhalten im Hinblick auf Verkrümmung und Achsendehnung sowie näherungsweise die Schubverformung. Das vorgestellte Verfahren zeigt eine gute Stabilität im Iterationsprozess, so dass für viele Tragwerke die Lastaufbringung bis zum Fließen der Bewehrung noch in einem einzigen Lastschritt erfolgen kann. Zur Überprüfung der Rechenalgorithmen erfolgten Nachrechnungen von fünf Experimenten mit dem Programm Stab2D-NL. Bei Kenntnis der Spannungs-Dehnungs-Linien der Baustoffe kann in den meisten Fällen eine sehr gute Übereinstimmung mit den Versuchsergebnissen im Hinblick auf die Maximallasten und die Last-Verformungs-Kurve erreicht werden. Mit den entwickelten Programmen INCA2 und Stab2D-NL wurden Parameterstudien zur Achsendehnung von Stahl- und Spannbetonbalken durchgeführt und die Einflüsse aus dem Bewehrungsgehalt, aus Schwinden und Kriechen des Betons und anderen Aspekten untersucht. Im weiteren wurden Zwangsbeanspruchungen bei dehnbehindert gelagerten und schlaff bewehrten Balkensystemen ermittelt. Bei der nichtlinearen Rechnung des Gesamtsystems ergeben sich erhebliche Reserven in der Tragfähigkeit.
Die nichtlineare Berechnung ebener Rahmen aus Stahl- oder Spannbeton mit Berücksichtigung der durch das Aufreißen bedingten Achsendrehung
Die Berechnung der Verformungen und der Schnittgrößenverteilung von Stahlbetontragwerken ist nur unter Berücksichtigung des nichtlinearen Materialverhaltens möglich. Durch das Aufreißen werden bereits im Gebrauchszustand die Biege- und Dehnsteifigkeit reduziert, so dass sich vergrößerte Verformungen und verminderte Zwangsbeanspruchungen ergeben. Mit dem Ziel, insbesondere die Auswirkungen der Achsendehnung rechnerisch erfassen zu können, wurden Algorithmen zum nichtlinearen Berechnen von ebenen Rahmensystemen aus Stahl- und Spannbeton entwickelt. Dafür werden die jeweiligen Vorteile von Übertragungsverfahren, FE-Methode und Querschnittsberechnung genutzt. Die Rechnung erfolgt nach Theorie 3. Ordnung und berücksichtigt das nichtlineare Verhalten im Hinblick auf Verkrümmung und Achsendehnung sowie näherungsweise die Schubverformung. Das vorgestellte Verfahren zeigt eine gute Stabilität im Iterationsprozess, so dass für viele Tragwerke die Lastaufbringung bis zum Fließen der Bewehrung noch in einem einzigen Lastschritt erfolgen kann. Zur Überprüfung der Rechenalgorithmen erfolgten Nachrechnungen von fünf Experimenten mit dem Programm Stab2D-NL. Bei Kenntnis der Spannungs-Dehnungs-Linien der Baustoffe kann in den meisten Fällen eine sehr gute Übereinstimmung mit den Versuchsergebnissen im Hinblick auf die Maximallasten und die Last-Verformungs-Kurve erreicht werden. Mit den entwickelten Programmen INCA2 und Stab2D-NL wurden Parameterstudien zur Achsendehnung von Stahl- und Spannbetonbalken durchgeführt und die Einflüsse aus dem Bewehrungsgehalt, aus Schwinden und Kriechen des Betons und anderen Aspekten untersucht. Im weiteren wurden Zwangsbeanspruchungen bei dehnbehindert gelagerten und schlaff bewehrten Balkensystemen ermittelt. Bei der nichtlinearen Rechnung des Gesamtsystems ergeben sich erhebliche Reserven in der Tragfähigkeit.
Die nichtlineare Berechnung ebener Rahmen aus Stahl- oder Spannbeton mit Berücksichtigung der durch das Aufreißen bedingten Achsendrehung
Pfeiffer, Uwe (Autor:in)
2004
232 Seiten, Bilder, Tabellen, 36 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch