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

Gerd Wagenknecht
Baustatik - Weggrößenverfahren
BBB Bauwerk-Basis-Bibliothek
Grundlagen - Finite Elememente der Stabstatik - Theorie 1. und 2. Ordnung
2018, 312 S., 24 cm, Softcover
Beuth

 

 

Das Weggrößenverfahren ist die Grundlage der Finiten Element Methode, die in den modernen baustatischen Programmen angewendet wird. Beim Weggrößenverfahren wird das System zunächst durch das Einführen zusätzlicher Bindungen bzw. geometrischer Fesselungen, mit denen alle Knotenverdrehungen und Knotenverschiebungen verhindert werden, geometrisch bestimmt gemacht. Die Finiten Elemente für ebene Stabtragwerke werden hergeleitet und in vielen Beispielen angewendet. Dadurch wird das Verständnis für diese Methode gefördert. Das Buch bietet das Wissen, das notwendig ist, baustatische Programme anzuwenden und zu kontrollieren.

Otto W. Wetzell, Wolfgang Krings
Technische Mechanik für Bauingenieure
Springer-Lehrbuch
Statisch bestimmte Stabwerke
4., Aufl.
2016, VIII, 184 S., 203 SW-Abb., 15 Tabellen. 213 mm, Softcover
Springer, Berlin

 

 

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.

Günter Lumpe, Volker Gensichen
Evaluierung der linearen und nichtlinearen Stabstatik in Theorie und Software
Bauingenieur-Praxis
Prüfbeispiele, Fehlerursachen, genaue Theorie
2014, 288 S., 104 SW-Abb., 37 Tabellen. 240 mm, Softcover
Ernst & Sohn

 

 

Der Entwurf eines Tragwerks ist heute ohne den Einsatz moderner Software nicht mehr vorstellbar. Umfangreiche Überprüfungen von Stabtheorie und Berechnungsergebnissen durch die Verfasser belegen, dass der EDV-gestützte Entwurf eines Tragwerks grob fehlerhaft sein kann. Der Band klärt die Frage, wie wirklichkeitsnah die Resultate aktueller Stabstatik-Software ausfallen. Mit Hilfe zahlreicher Referenzbeispiele kann jeder Anwender diese Frage für die von ihm genutzte Software prüfen. Darüber hinaus wird ein Abriss der genauen geometrisch nichtlinearen Biegetorsionstheorie und deren Aufbereitung für die FEM dargestellt.

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.

Walter Wunderlich, Gunter Kiener
Statik der Stabtragwerke
2004, xv, 476 S., 80 SW-Abb.,. 240 mm, Softcover
Vieweg+Teubner

 

 

Die Autoren behandeln in diesem umfassenden Lehrbuch die Grundlagen und Methoden der modernen Statik von Stabtragwerken. Dazu werden zum Beispiel die mechanische Modellbildung für Bauteile, kennzeichnende Matrizen, das Tragverhalten dieser Elemente und Methoden zur linearen Berechnung ebener und räumlicher Systeme vorgestellt. Im Vordergrund stehen Weggrößenverfahren und FEM im Bezug zur Verarbeitung per Computer. Zur Anwendung kommen Überschlagsrechnungen zur Oberprüfung der Ergebnisse.

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-)