A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Zur Stabilitätsberechnung räumlicher Tragsysteme mit I-Profilen nach der Methode der finiten Elemente
Auf der Grundlage der Finite-Elemente-Methode wurde ein Verfahren zur Berechnung von Tragstrukturen mit stabilitätsgefährdeten I-Profilen entwickelt, um u.a. die Berechnung von räumlichen Trägersystemen zu ermöglichen und damit die übliche Einschränkung auf ebene Systeme wie Einfeld- oder Durchlaufträger aufzuheben. Es sollte die Möglichkeit geschaffen werden, die Wirkung angrenzender Bauteile nicht nur indirekt über Bettungen, Federn oder Lager, sondern auch direkt durch geeignete Elemente zu erfassen. Ein weiterer wesentlicher Gesichtspunkt war das Aufheben der Voraussetzung der Querschnittstreue bei den I-Profilen, da einige Querschnittsausbildungen und Lagerungsbedingungen die Einbeziehung von Querschnittsverformungen erforderlich machen. Zur Modellierung von I-Profilen wurde ein Element entwickelt, dass sich aus mehreren Einzelelementen zusammensetzt. Die Tragwirkung in der Stegebene wurde durch ein Stabelement berücksichtigt. Senkrecht zur Stegebene wurde der I-Querschnitt in zwei Gurtstäbe und eine Stegplatte aufgelöst. Neben dem I-Profilelement wurden ein Steifenelement zur Modellierung von Lasteinleitungssteifen und Stirnplatten, ein Trapezprofilelement, ein Stabelement zur Abbildung von Verbänden und Pendelstäben und verschiedene Federelemente entwickelt. Die Verformungen der Elemente wurden durch Hermitepolynome beschrieben. Da kein existierendes Programm zur Implementierung der Elemente verwendet werden konnte, wurde ein eigenständiges Programm mit den notwendigen Berechnungsalgorithmen, den Ein- und Ausgabemöglichkeiten entwickelt. Zur Bestimmung der Traglast von Strukturen mit stabilitätsgefährdeten I-Trägern ist insbesondere im gedrungenen und mittelschlanken Bereich die Einbeziehung physikalischer Nichtlinearitäten von Bedeutung. Neben den Möglichkeiten, nichtlineare Werkstoffgesetze, Eigenspannungen und gegebenenfalls Fließgrenzenstreuungen berücksichtigen zu können, ist die Erfassung nichtlinearer Federcharakteristiken zur Beschreibung des Tragverhaltens von Verbindungen von Interesse. Dazu ließen sich zur Stabtheorie entwickelte Konzepte zum Teil übernehmen.
Zur Stabilitätsberechnung räumlicher Tragsysteme mit I-Profilen nach der Methode der finiten Elemente
Auf der Grundlage der Finite-Elemente-Methode wurde ein Verfahren zur Berechnung von Tragstrukturen mit stabilitätsgefährdeten I-Profilen entwickelt, um u.a. die Berechnung von räumlichen Trägersystemen zu ermöglichen und damit die übliche Einschränkung auf ebene Systeme wie Einfeld- oder Durchlaufträger aufzuheben. Es sollte die Möglichkeit geschaffen werden, die Wirkung angrenzender Bauteile nicht nur indirekt über Bettungen, Federn oder Lager, sondern auch direkt durch geeignete Elemente zu erfassen. Ein weiterer wesentlicher Gesichtspunkt war das Aufheben der Voraussetzung der Querschnittstreue bei den I-Profilen, da einige Querschnittsausbildungen und Lagerungsbedingungen die Einbeziehung von Querschnittsverformungen erforderlich machen. Zur Modellierung von I-Profilen wurde ein Element entwickelt, dass sich aus mehreren Einzelelementen zusammensetzt. Die Tragwirkung in der Stegebene wurde durch ein Stabelement berücksichtigt. Senkrecht zur Stegebene wurde der I-Querschnitt in zwei Gurtstäbe und eine Stegplatte aufgelöst. Neben dem I-Profilelement wurden ein Steifenelement zur Modellierung von Lasteinleitungssteifen und Stirnplatten, ein Trapezprofilelement, ein Stabelement zur Abbildung von Verbänden und Pendelstäben und verschiedene Federelemente entwickelt. Die Verformungen der Elemente wurden durch Hermitepolynome beschrieben. Da kein existierendes Programm zur Implementierung der Elemente verwendet werden konnte, wurde ein eigenständiges Programm mit den notwendigen Berechnungsalgorithmen, den Ein- und Ausgabemöglichkeiten entwickelt. Zur Bestimmung der Traglast von Strukturen mit stabilitätsgefährdeten I-Trägern ist insbesondere im gedrungenen und mittelschlanken Bereich die Einbeziehung physikalischer Nichtlinearitäten von Bedeutung. Neben den Möglichkeiten, nichtlineare Werkstoffgesetze, Eigenspannungen und gegebenenfalls Fließgrenzenstreuungen berücksichtigen zu können, ist die Erfassung nichtlinearer Federcharakteristiken zur Beschreibung des Tragverhaltens von Verbindungen von Interesse. Dazu ließen sich zur Stabtheorie entwickelte Konzepte zum Teil übernehmen.
Zur Stabilitätsberechnung räumlicher Tragsysteme mit I-Profilen nach der Methode der finiten Elemente
Stroetmann, R. (author)
1999
222 Seiten, Bilder, Tabellen, 95 Quellen
Theses
German
Beitrag zur Stabilitätsberechnung ebener Flächentragwerke mit Hilfe der Methode der finiten Elemente
| UB Braunschweig | 1967
| Springer Verlag | 2024
Methode der Finiten Elemente (FEM)
| Wiley | 2016