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Numerische Berechnung von Holzkonstruktionen unter Verwendung eines realitätsnahen orthotropen elasto-plastischen Werkstoffmodells. Online Ressource
Fleischmann, Martin
Wien (Österreich)
Selbstverlag
2005, 184 S., Abb., Tab., Lit.

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[Quelle: http://www.ub.tuwien.ac.at]
Holz zählt neben Beton und Stahl zu den Massenbaustoffen im Bauwesen. Dennoch wurde das mechanische Verhalten von Holz in der Vergangenheit nicht in jenem Maße wissenschaftlich untersucht, wie man es sich erwarten würde. Um realitätsnahe Berechnungen von Holzkonstruktionen mit modernen numerischen Berechnungsverfahren, wie z.B. der Finite-Elemente-Methode (FEM) durchführen zu können, benötigt man geeignete Werkstoffgesetze. Ein solches Materialmodell hat MACKENZIE-HELNWEIN für technologisch einwandfreies, d.h. fehlerfreies Fichtenholz entwickelt. Ziel dieser Arbeit ist die anwendungsorientierte Umsetzung des genannten Werkstoffmodells, dessen Implementierung in eine FE-Software sowie die Durchführung von numerischen Tragfähigkeitsanalysen mit Hilfe der FEM und die Validierung des Materialmodells durch den Vergleich der Ergebnisse der FE-Simulationen mit parallel durchgeführten Experimenten auf Strukturebene. Für eine praktische Anwendung des Werkstoffmodells von MACKENZIE-HELNWEIN im Ingenieurholzbau waren folgende, im Rahmen der Arbeit durchgeführte Schritte, erforderlich: - Durchführung von ergänzenden Experimenten an Holzprobekörpern mit fehlerfreiem Fichtenholz zur Bestimmung des vollständigen zweidimensionalen Satzes von orthotropen Materialparametern. - Durchführung von Experimenten an Holzprobekörpern mit ausgewählten Holzmerkmalen (Ästen) zur Bestimmung von Materialkennwerten realer Bretter. - Adaptierung des Werkstoffmodells und Berücksichtigung der Versuchsergebnisse im Materialmodell. - Implementierung des Materialmodells in eine Finite-Elemente-Software und Überprüfung des Programmcodes anhand von Testbeispielen. - Durchführung von Struktursimulationen mit Hilfe der FEM von Fichtenholzkonstruktionen und Vergleich der Ergebnisse mit korrespondierenden Experimenten.
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