Ein Energieausgleichsverfahren zur Loesung von geometrisch nichtlinearen Stabwerksproblemen in der Ebene. 1. Zwischenbericht

Otto W. Wetzell, Wolfgang Krings
Technische Mechanik für Bauingenieure
Springer-Lehrbuch
Verformungen und statisch unbestimmte Systeme
3., Aufl.
2016, viii, 220 S., 240 SW-Abb., 15 Tabellen. 210 mm, Softcover
Springer

 

 

Der dritte und letzte Teil der Reihe beschreibt die Untersuchung von Verformungen und statisch unbestimmten Stabtragwerken. Das vollständig überarbeitete Buch hat zum Ziel, die Technik der Problemlösung leicht verständlich zu erklären und mit den dafür wichtigen Hilfsmitteln vertraut zu machen. Algorithmen sind anschaulich dargestellt. Die hervorragende Didaktik der Autoren und der problemorientierte Aufbau des Buches führen zu schnellem Lernerfolg bei der Vorbereitung auf Prüfungen. Zum Inhalt: - Die Berechnung elastischer Verformungen; - Theorie 2. Ordnung und Einführung in die Stabilitätstheorie; - Der Balken auf elastischer Unterlage; - Kraftgrößenverfahren; - Formänderungsgrößenverfahren; - Crossverfahren; - Sicherheit statisch unbestimmter Tragwerke.

Otto W. Wetzell, Wolfgang Krings
Technische Mechanik für Bauingenieure
Springer-Lehrbuch
Statisch bestimmte Stabwerke
4., Aufl.
2016, viii, 184 S., VIII, 184 S. 203 Abb. 210 mm, Softcover
Springer

 

 

Der erste Teil der dreibändigen Reihe zeigt die Untersuchung statisch bestimmter Stabtragwerke, insbesondere die Ermittlung ihrer Stütz- und Schnittgrößen. Zahlreiche Beispiele zeigen die Leistungsfähigkeit von Gleichgewichtsbetrachtung und Schnittprinzip, häufig veranschaulicht an den Elementartragwerken Einfeldträger und Einfeldträger mit Kragarmen. Außerdem sind Fachwerkträger behandelt. Der vollständig überarbeitete Band hat zum Ziel, die Technik der Problemlösung leicht verständlich zu erklären und mit den dafür wichtigen Hilfsmitteln vertraut zu machen.

Matthias Beckh
Hyperbolische Stabwerke
Suchovs Gittertürme als Wegweiser in den modernen Leichtbau
2012, 152 S., 26.8 cm, Hardcover
Detail

 

 

Vladimir G. Suchov, der Ende des 19. Jahrhunderts den ersten hyperbolischen Gitterturm baute, gilt als Entwickler hyperbolischer Stabwerke. Dieser Tragwerkstyp, der in der Baugeschichte keinerlei Vorläufer hat, zeichnet sich durch hohe Stabilität und Materialökonomie, vor allem aber durch die große Bildkraft seiner gespinstartigen Strukturen, der man sich nur schwer entziehen kann, aus. Bis heute findet sich Suchovs Tragsystem in abgewandelter Form in der modernen Architektur, beispielsweise als Tragwerk von Hochhäusern. In dem Band werden nun erstmals die Wechselwirkungen zwischen der Form und dem Tragverhalten hyperbolischer Stabwerke analysiert. Mithilfe von Parameterstudien und Traglastberechnungen werden die Auswirkungen der unterschiedlichen Einflussgrößen ermittelt. Die Auswertungen der historischen Berechnungen Suchovs und die Rekonstruktion des Entwurfsprozesses und der Entwicklung der Wassertürme zeigen, warum der russische Ingenieur nicht nur als Wegbereiter für leichte Konstruktionen gilt, sondern auch als Vorreiter parametrisierter Entwurfsverfahren.

Stabförmige Bauteile aus Brettsperrholz
Karlsruher Berichte zur Ingenieurbiologie, Band 24
2012, 179 S., graph. Darst. 21 cm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurden neue Ansätze für die Biege- und Schubbemessung von stabförmigen Bauteilen aus Brettsperrholz bei Beanspruchung in Plattenebene entwickelt. Mit Hilfe der numerischen Simulation von Tragfähigkeitsversuchen konnte die Biegefestigkeit von in Plattenebene beanspruchten Brettsperrholzträgern in Abhängigkeit des Querschnittsaufbaus ermittelt werden. Vergleichende Versuche zur Ermittlung der Biegefestigkeit bestätigen die Ergebnisse der numerischen Simulation mit guter Übereinstimmung. Für die Schubbemessung von in Plattenebene beanspruchten Biegeträgern aus Brettsperrholz wurde auf der Grundlage der Verbundtheorie und bereits bestehender Bemessungsansätze für Scheiben aus Brettsperrholz ein neues Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe die Schubspannungen bei in Plattenebene beanspruchten, stabförmigen Bauteilen in Abhängigkeit des Querschnittaufbaus ermittelt werden können. Die neu entwickelten Ansätze ermöglichen eine differenziertere und damit wirtschaftlichere Bemessung von Biegeträgern aus Brettsperrholz als dies mit den bislang zur Verfügung stehenden Bemessungsansätzen möglich war. Die Ergebnisse der durchgeführten numerischen Simulationen deuten darauf hin, dass bei Brettsperrholzträgern die Biegefestigkeit mit zunehmender Länge der Bauteile nicht so stark abnimmt wie bei Bauteilen aus Brettschichtholz. Eine Ursache hierfür könnte der mehrlagige Aufbau von Brettsperrholzquerschnitten sein. Es ist vorgesehen im Anschluss an das Forschungsvorhaben weitere Simulationsrechnungen durchzuführen, um den Einfluss der Trägerlänge auf die Biegefestigkeit zu untersuchen. Da bislang nur Brettsperrholzträger mit visuell sortierten Lamellen simuliert wurden ist außerdem vorgesehen, mit Hilfe der numerischen Simulation auch die Biegefestigkeit von Trägern mit maschinell sortierten Lamellen zu ermitteln.

Konstantin Meskouris, Erwin Hake
Statik der Stabtragwerke. Einführung in die Tragwerkslehre
Springer-Lehrbuch
2., Aufl.
2009, xiv, 276 S., XIV, 276 S. 23,5 cm, Softcover
Springer

 

 

Das vorliegende Lehrbuch ist aus dem Manuskript der Lehrveranstaltungen "Baustatik I" an der RWTH Aachen entstanden. Es behandelt die klassische Stabstatik und beschränkt sich dementsprechend auf Verfahren für die Handrechnung sowie auf geometrisch und physikalisch lineare Aufgaben. Zur Darstellung der statischen Zusammenhänge wird unter Voraussetzung baumechanischer Grundkenntnisse jeweils ein möglichst anschaulicher und mathematisch einfacher Zugang gewählt. Der gesamte Lehrstoff und sämtliche behandelten Verfahren werden mit meist praxisbezogenen Beispielen belegt, übliche Idealisierungen und gebräuchliche Näherungen deutlich hervorgehoben. Als Folge einer notwendigen Beschränkung des Stoffes fanden nur zwei Methoden zur Berechnung statisch unbestimmter Tragwerke Berücksichtigung - das Kraftgrößenverfahren und das Drehwinkelverfahren. Das Buch soll im Hinblick auf elektronische Berechnungen zum einen als Grundlage für die matriziellen Verfahren dienen, die in den Lehrveranstaltungen "Baustatik II" ihren Platz haben, und zum anderen das Handwerkszeug für Kontrollen von Computerergebnissen zur Verfügung stellen. Besonderer Wunsch der Verfasser ist, daß der Leser außerdem ein gesundes statisches Gefühl für die Beanspruchungen, die Lastabtragung und den Wirkungsmechanismus von Tragwerken erwirbt.

Objektorientierte CAE-Integration im Stahlbühnenbau. Abschlußbericht
Bauforschung, Band T 2623
1994, 58 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die gewonnenen Erkenntnisse und Ergebnisse machen deutlich, daß objektorientierte Techniken in hervorragender Weise geeignet sind, komplexe Programmsysteme für das Ingenieurwesen zu entwickeln. Objektorientierte Tragwerksmodelle sorgen insbesondere dafür, daß die computergestützte Planung durchgängig wird. Darüberhinaus erlauben objektorientierte Konzepte gleichzeitig auch die Einbindung von Speziallösungen, die nicht durch allgemeine Standardsoftware abgedeckt werden können. Am Beispiel des Stahlbühnenbaus, einer Sonderform des Anlagenbaus konnte das Konzept einer objektorientierten zentralen Verwaltung verschiedener Programmbausteine, die zusammen ein komplexes System bilden, untersucht werden. Bei der Implementierung des entwickelten Prototypsystems wurde auch Wert auf Bedienungskomfort und Datenpersistenz gelegt. Die Datenpersistenz wurde dabei durch ein relationales Datenbankmanagementsystem abgedeckt. Um vorhandene Objektzusammenhänge zu erfassen und zu wahren, wurde eine Verwaltungsschicht zwischen Datenbank und Objektmodell geschaffen. Diese Schicht diente als Ersatz für ein objektorientiertes Datenbankmanagementsystem, dem zukünftig in zunehmendem Maße die Rolle zukommen wird, für die Datenpersistenz und die Abbildung der Objektzusammenhänge zu sorgen.

Rudolf Szilard, D. Ziesing, R. Jahn, O. Krause
Ein Energieausgleichsverfahren zur Loesung von geometrisch nichtlinearen Stabwerksproblemen in der Ebene. 1. Zwischenbericht
Bericht zum DFG-Schwerpunktprogramm nichtlineare Berechnung im konstruktiven Ingenieurbau.
1984, 117 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Forschungsvorhaben beinhaltet die Erweiterung des Energieausgleichsverfahrens auf die in der konstruktiven Ingenieurpraxis vorkommenden raeumlichen Stabwerkssysteme. Besonders bei raeumlichen Fachwerken, weitgespannten Haengedaechern, Gitterrostschalen o.ae. ist die genaue Ermittlung des nichtlinearen Tragwerksverhaltens von grundlegender Bedeutung. Darum soll dem Ingenieur ein besonders wirtschaftliches Verfahren zur Ermittlung des geometrisch nichtlinearen Verhaltens von grossen Systemen zur Verfuegung gestellt werden. Die Methode soll einen einheitlichen Aufbau fuer die Ermittlung grosser Verformungen sowie Stabilitaetsuntersuchungen aufweisen. Es wird angestrebt, den zu entwickelnden Programm-Modul in vorhandene FEM-Programme zu integrieren. (-z-)