A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
Zweiachsig durch Biegung und Querkräfte beanspruchte Stahlbetonträger
Die Arbeit behandelt schiefe Biegung mit Normalkraft und zweiachsige Querkraftwirkungen bei balkenartigen Stahlbetonträgern und zwar theoretisch, experimentell und numerisch anhand von Simulationsrechnungen. Die schiefe Biegung beliebiger Querschnitte wird als Optimierungsaufgabe formuliert und allein mit praxisüblichen Tabellenkalkulationsprogrammen und den darin implementierten numerischen Optimierungsverfahren gelöst. Damit gelingen Bemessung und Formoptimierung von Verbund- und speziell auch von Stahlbetonquerschnitten. Die Integration der Querschnittswiderstände erfolgt numerisch unter Nutzung der Diskretisierungsprinzipien der Faser- bzw. Lamellenmodelle. Aus den theoretischen Grundlagen zweiachsiger Querkraftwirkungen werden räumliche Fachwerkmodelle mit verzweigten, geneigten Druckstreben, Zugstreben sämtlicher Bügelschenkel sowie Aussteifungsstreben in Bügelebene entwickelt. Die Modelle werden verallgemeinert, normiert und zu zwei Bemessungsansätzen für Stahlbetonträger mit Rechteckquerschnitt ausgebaut. Die Verifikation gelingt anhand von eigens entwickelten Drei-Punkt-Biegeversuchen mit geneigter Lasteinwirkung sowie zahlreichen numerischen Simulationsrechnungen. Das räumliche Finite-Elemente Modell der Simulationen mit Volumenelementen des Betonkörpers und darin eingebetteten Stabelementen von Bügeln und Längsstäben entspricht einem Träger mit Rechteckquerschnitt, zweischnittigen Bügeln und verschiedenen eckkonzentrierten und seitenparallelen Längsbewehrungsverteilungen. Es ist in Geometrie, Material und Diskretisierung parametrisiert, so daß eine breite Parametervariation gelingt. Das Zusammenspiel von schiefer Biegung und geneigter Querkraftwirkung führt zu typischen Verhaltensweisen und Phänomenen. Sie werden beispielhaft anhand der komplexen, dreidimensionalen Druckfelder, Lokalisierungen von Fließbereichen auf wenige Bügelschenkel oder Rißstrukturen mit geneigten Schubrissen und kreuzenden Vertikalrissen vorgestellt und bewertet.
Zweiachsig durch Biegung und Querkräfte beanspruchte Stahlbetonträger
Die Arbeit behandelt schiefe Biegung mit Normalkraft und zweiachsige Querkraftwirkungen bei balkenartigen Stahlbetonträgern und zwar theoretisch, experimentell und numerisch anhand von Simulationsrechnungen. Die schiefe Biegung beliebiger Querschnitte wird als Optimierungsaufgabe formuliert und allein mit praxisüblichen Tabellenkalkulationsprogrammen und den darin implementierten numerischen Optimierungsverfahren gelöst. Damit gelingen Bemessung und Formoptimierung von Verbund- und speziell auch von Stahlbetonquerschnitten. Die Integration der Querschnittswiderstände erfolgt numerisch unter Nutzung der Diskretisierungsprinzipien der Faser- bzw. Lamellenmodelle. Aus den theoretischen Grundlagen zweiachsiger Querkraftwirkungen werden räumliche Fachwerkmodelle mit verzweigten, geneigten Druckstreben, Zugstreben sämtlicher Bügelschenkel sowie Aussteifungsstreben in Bügelebene entwickelt. Die Modelle werden verallgemeinert, normiert und zu zwei Bemessungsansätzen für Stahlbetonträger mit Rechteckquerschnitt ausgebaut. Die Verifikation gelingt anhand von eigens entwickelten Drei-Punkt-Biegeversuchen mit geneigter Lasteinwirkung sowie zahlreichen numerischen Simulationsrechnungen. Das räumliche Finite-Elemente Modell der Simulationen mit Volumenelementen des Betonkörpers und darin eingebetteten Stabelementen von Bügeln und Längsstäben entspricht einem Träger mit Rechteckquerschnitt, zweischnittigen Bügeln und verschiedenen eckkonzentrierten und seitenparallelen Längsbewehrungsverteilungen. Es ist in Geometrie, Material und Diskretisierung parametrisiert, so daß eine breite Parametervariation gelingt. Das Zusammenspiel von schiefer Biegung und geneigter Querkraftwirkung führt zu typischen Verhaltensweisen und Phänomenen. Sie werden beispielhaft anhand der komplexen, dreidimensionalen Druckfelder, Lokalisierungen von Fließbereichen auf wenige Bügelschenkel oder Rißstrukturen mit geneigten Schubrissen und kreuzenden Vertikalrissen vorgestellt und bewertet.
Zweiachsig durch Biegung und Querkräfte beanspruchte Stahlbetonträger
Mark, Peter (author)
2006
124 Seiten, Bilder, Tabellen, 247 Quellen
Theses
German
zweiachsiger Spannungszustand , Biegebeanspruchung , Querkraft , Stahlbeton , Träger (Bauwesen) , Normalkraft , theoretische Untersuchung , experimentelle Untersuchung , numerisches Verfahren , Simulationsprogramm , Tabellenkalkulationsprogramm , Dimensionierung , Formparameter , mechanischer Widerstand , Diskretisierung (Berechnung) , Fachwerk , Versteifung , Biegeversuch , numerische Simulation , Finite-Elemente-Methode , Risseinleitung