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Strukturangepaßte geometrisch nichtlineare Finite Elemente für Flächentragwerke. Online Ressource

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[Quelle: http://d-nb.info]

In der Arbeit werden einleitend die benötigten kontinuumsmechanischen Grundlagen bereitgestellt, die entsprechende schwache Form des Gleichgewichts linearisiert und die allgemeine Form des hier ausschließlich betrachteten iostropen linear elastischen Materialgesetzes angegeben. Kapitel 3 befasst sich mit dem Degenerationskonzept. Zusätzlich werden Probleme, die bei der Verwendung von degenerierten Schalenelementen mit niederer Ansatzordnung entstehen, diskutiert und Methoden zur Abhilfe vorgestellt. In Kapitel 4 werden die bekannten Reissner-Mindlin und Kirchhoff Plattentheorien aus dem Degenerationskonzept entwickelt. Des Weiteren wird ein Überblick über die bisher bewährten Plattenelementformulierungen gegeben und die Grundgedanken neuerer Entwicklungen kurz angesprochen. In Kapitel 5 werden die Aspekte bei der Diskretisierung der Plattenelemente erläutert und die neueren Elemententwicklungen in diskretisierter Form dargestellt. Kapitel 6 zeigt anhand numerischer Beispiele die Eigenschaften der einzelnen Plattenelementformulierungen. Kapitel 7 befasst sich ausführlich mit der Diskretisierung degenerierter Schalenelemente. Des Weiteren wird auf die diskrete Form der einzelnen degenerierten Schalenelemente eingegangen. In Kapitel 8 werden die einzelnen degenerierten Schalenelementformulierungen an numerischen Beispielen miteinander verglichen. In Kapitel 9 wird die Kinematik des Solid-Shell Konzeptes vorgestellt, die zusätzlichen zu den bei degenerierten Schalen auftretenden Versteifungseffekte werden erläutert und verschiedene Variationen des Solid-Shell Konzeptes beschrieben, die zu einer versteifungsfreien Formulierung führen. In Kapitel 10 wird ausführlich auf die Diskretisierung der Solid-Shell Schalenelemente eingegangen und die verschiedenen Varianten werden in diskreter Form dargestellt. Kapitel 11 zeigt anhand numerischer Beispiele das Verhalten der einzelnen Solid-Shell Schalenelementformulierungen. Kapitel 12 gibt eine zusammenfassende Bewertung der in der Arbeit verwendeten Formulierungen und Anregungen für weiterführende Entwicklungen.

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Bücher, Broschüren

Rosemarie Wagner
Statik und Tragwerkslehre für Architekten
2019, ca. 360 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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Hilfsmittel zur Schnittgrößenermittlung und zu besonderen Detailnachweisen bei Stahlbetontragwerken
Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Band 631
2019, 108 S., 297 mm, Softcover
Beuth

 

 

Das DAfStb-Heft 631 "Hilfsmittel zur Schnittgrößenermittlung und zu besonderen Detailnachweisen bei Stahlbetontragwerken" entstand zusammen mit dem Heft 630 "Bemessung nach DIN EN 1992 in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit" aus der vollständigen Überarbeitung der beiden DAfStb-Hefte 220 und 240. Wie bei den Vorgängerheften sollen die beiden neuen Hefte zu einer einheitlichen Verfahrensweise bei der Anwendung der DIN EN 1992 beitragen und den Ingenieuren anerkannte Hilfsmittel zur Verfügung stellen. Das neue Heft 631 konzentriert sich auf Hilfsmittel und Hinweise zur Schnittgrößenermittlung sowie die Bewehrungsermittlung und Nachweisführung für besondere Bauteile und Detailbereiche wie wandartige Träger oder Spalt- und Randzugkräfte unter konzentrierter Teilflächenbelastung. Sämtliche Abschnitte wurden vollständig überarbeitet und um neue Inhalte (z. B. Bemessungshilfen für Flachgründungen) ergänzt. Dabei wurde auch ein allgemeiner Unterabschnitt zur softwaregestützten Ermittlung von Schnittgrößen eingefügt und es wurden in den einzelnen Kapiteln themenspezifisch Hinweise zur Modellbildung und Auswertung von numerischen Berechnungen ergänzt. Die in dem Heft enthaltenen Hilfsmittel basieren auf den Grundlagen von DIN EN 1992 (Eurocode 2) sowie den Nationalen Anhängen (NA) einschließlich aller Änderungen bis zum Jahr 2016.

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Rohrstatik - Technische Dokumentation zur Norm SIA 190:2017
SIA Dokumentation, Band D 0263
Gültig ab: 01.03.2018.
2018, 80 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover

 

 

Die Dokumentation D 0263 gibt auf alle praktischen Fragen bei der täglichen Anwendung der Norm SIA 190 eine Antwort. Sie zeigt aber auch den Weg zur Ermittlung von Schnittkräften und Verformungen am Kreisring sowie zur Herleitung und zum Verständnis der Formeln auf. Für Interessierte dürfte die Analogie zur Balkenstatik von Bedeutung sein, die kaum bekannt ist. Wichtig für den Anwender ist auch die kurze Erläuterung der Gewölbewirkung. Mit Hilfe der umfangreichen Formelsammlung können die verschiedensten statischen Modelle berechnet werden. Bei den Beispielen wird gezeigt, wie mit den Formeln, den Tabellenwerten oder mit dem FE-Programm "Plaxis" gearbeitet werden kann.

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Bemessung nach DIN EN 1992 in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit
Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Band 630
2018, 164 S., 297 mm, Softcover
Beuth

 

 

Das DAfStb-Heft 630 "Bemessung nach DIN EN 1992 in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit" entstand zusammen mit dem Heft 631 "Hilfsmittel zur Schnittgrößenermittlung und zu besonderen Detailnachweisen bei Stahlbetontragwerken" aus der vollständigen Überarbeitung der beiden DAfStb-Hefte 220 und 240. Wie bei den Vorgängerheften sollen die beiden neuen Hefte zu einer einheitlichen Verfahrensweise bei der Anwendung der DIN EN 1992 beitragen und den Ingenieuren anerkannte Hilfsmittel zur Verfügung stellen. Die in diesem Heft enthaltenen Hilfsmittel basieren auf den Grundlagen von DIN EN 1992 (Eurocode 2) sowie den Nationalen Anhängen (NA) einschließlich aller Änderungen bis zum Jahr 2016. Neben den überarbeiteten Inhalten aus DAfStb-Heft 220 sind jetzt auch Hinweise zur Durchführung und Auswertung von FE-Analysen und zu nichtlinearen numerischen Berechnungen sowie Kapitel zu Rissbreiten und Mindestbewehrung, zum Nachweis von Verbundfugen und zur Brandbemessung enthalten.

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Anton Pech, Andreas Kolbitsch, Franz Zach
Tragwerke
Baukonstruktionen, Band 2
2., Aufl.
2018, 168 S., 90 b/w and 77 col. ill., 73 b/w tbl. 242 mm, Hardcover
Birkhäuser Berlin

 

 

Der überarbeitete Einführungsband zeigt und erläutert das Zusammenwirken aller Konstruktionsteile im Bauwerk zur Abtragung horizontaler und vertikaler Einwirkungen in den Baugrund. Typische Tragwerkselemente, insbesondere die im Hochbau eingesetzten Flächentragwerke, die für die Modellierung komplexer Strukturen verwendete Fachwerksanalogie sowie die Gebäudesicherheitsklassen werden eingehend dargestellt. Enthalten ist auch ein Überblick zur aktuellen Bauweise im Massiv- und Skelettbau. Die Risikoanalyse für Bestandsgebäude sowie Konstruktionsbeispiele wurden neu aufgenommen, die Normen auf europäische Regelungen umgestellt.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
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Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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Markus Waltering, Jürgen Schnell, Frank Weisleder, Aleksandar Pancic
Tragfähigkeitsanalyse im Bestand mittels Schwingungsanalyse. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3144
2019, 74 S., 23 Abb. u. 2 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei der Umnutzung von historischen Stahlbetondecken im Bestand lässt sich die Standsicherheit oft rechnerisch nicht nachweisen. Bei dem hier beschriebenen Verfahren soll die Geometrie der ersten Biegeeigenform genutzt werden, um Tragreserven von Decken in Folge von Einspannungen in angrenzende Bauteile nutzen zu können, welche ohne derartige dynamische Untersuchungen nicht bekannt wären. So sollen erforderliche Nachweise erbracht werden können. Durch das hier beschriebene Verfahren konnte gezeigt werden, dass Deckenplatten bei Auflasten eine Einspannung in das Außenmauerwerk aufweisen. Diese Einspannungen lassen sich durch Schwingungsmessungen bzw. durch den Verlauf der Biegeeigenformen bestimmen. Dadurch konnte das notwendige Kriterium für den rechnerischen Ansatz einer Einspannung von Deckenplatten in Abhängigkeit der Auflast im Außenmauerwerk geschaffen werden. Mithilfe dieser Schwingungsanalysen wird ermöglicht, dass die erforderlichen Nachweise nach aktuellem Stand der Technik gegebenenfalls erbracht werden können.

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Jürgen Schnell, Andrej Albert, Andreas Dridiger
Ressourcenschonende Reduktion von Bewehrungsstahl in Hochbaudecken. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3042
2018, 244 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Stahlbetondecken sind oft einer komplexen Beanspruchung aus Last und Zwang ausgesetzt, die bei der Bemessung der Bewehrung zu unnötig hohen Mengen an Stahl führt. Die reale Belastung, die sich aus der dynamischen Überlagerung der unterschiedlichen Krafteinwirkungen ergibt, kann nur mit einer FEM-Berechnung erfasst werden. Deshalb wurde in diesem Projekt ein Näherungsverfahren erarbeitet, das mit ausreichender Genauigkeit die Bestimmung der Zwangbeanspruchung, infolge einer behinderten Schwindverkürzung für einachsig gespannte Stahlbetondeckenplatten mit feldweise beliebigen Stützweiten unter einer kombinierten Beanspruchung, ermöglicht. Mit dem Verfahren kann der notwendige Stahlquerschnitt präzise dimensioniert werden, sodass unnötig große Bewehrungsmengen vermieden werden.

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Jens Piehler
Entwicklung von Bemessungshilfen für die Tragsicherheitsbewertung von Gewölbekonstruktionen im Hochbau. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3083
2018, 97 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die rechnerische Bewertung der Tragfähigkeit von Gewölbekonstruktionen ist oft mit sehr großen Unsicherheiten verbunden. In den derzeitig verfügbaren Berechnungsmethoden bleiben verschiedene Tragreserven unberücksichtigt, wodurch in vielen Fällen die Tragsicherheit nicht nachgewiesen werden kann. Ziel des Forschungsvorhabens war es, ein möglichst einfach zu handhabendes mechanisches Modell zu entwickeln, welches die Überschüttung von Gewölben auf der Widerstandsseite für den Lastabtrag berücksichtigt. Dabei wurde der Schwerpunkt auf flache Gewölbe gelegt, wie sie in den meisten Fällen des Hochbaus anzutreffen sind. Diese bisher nicht berücksichtigten Tragreserven wurden mit Hilfe von Laborversuchen und begleitenden numerischen Berechnungen qualitativ und quantitativ erfasst. In den Laborversuchen wurde zudem das Verformungsverhalten der Gewölbe fotogrammetrisch überwacht, so dass bereits geringste Rissentwicklungen beurteilt werden konnten und somit Rückschlüsse auf die Tiefe klaffender Fugen im Gewölbemauerwerk gezogen werden konnten.

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Dieter Ungermann, Oliver Klostermann
Zum Stand der Technik im Bereich von Lagereinrichtungen. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3292
2013, 117 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Entwicklung von einfachen Lagereinrichtungen hin zu komplexen Lagersystemen mit großen Abmessungen stellt zunehmende Anforderungen an den Werkstoff sowie die Konstruktions- und Ausführungsqualität. Die Landesbauordnungen regeln die Notwendigkeit der durchzuführenden Standsicherheitsnachweise und deren bautechnische Prüfung durch einen anerkannten Prüfingenieur für Baustatik für die als bauliche Anlagen geltenden Lagerkonstruktionen. Eine Ausnahme hiervon bilden Regale mit einer Lagerhöhe (Oberkante Lagergut) von bis zu 7,50 m, deren Errichtung genehmigungsfrei ist. Für diese Bauten entfällt zwar die Forderung nach bautechnischer Prüfung der Standsicherheit, dies entbindet aber nicht von der Verpflichtung zur Einhaltung der Standsicherheit. Trotz der steigenden statisch konstruktiven Anforderungen an Lagereinrichtungen ist derzeit die Erstellung eines bauaufsichtlich anerkannten Standsicherheitsnachweises und die Auslegung von Lagereinrichtungen aufgrund fehlender bauaufsichtlich eingeführter Bestimmungen für freistehende Palettenregale nicht möglich. Dies kann durch die Produkthaftung der Hersteller nicht kompensiert werden. Mit der vorliegenden Arbeit wird eine Übersicht über die derzeit auf dem Markt verfügbaren gängigen Palettenregalsysteme gegeben, welche als Entscheidungsgrundlage zu einer weiterführenden Behandlung von Lagerkonstruktionen im bauaufsichtlichen Bereich herangezogen werden kann. Zunächst erfolgt eine Analyse des generellen Lastabtrages und der verschiedenen Aussteifungssysteme, gefolgt von einer Analyse zum konstruktiven Aufbau, bei der die einzelnen Bauteile katalogisiert, die unterschiedlichen Verbindungen erfasst und die möglichen Abmessungen und Lagerlasten gelistet werden. Im Anschluss daran wird der Stand der Technik analysiert, indem die Regelungen der DIN EN 15512 "Ortsfeste Regalsysteme aus Stahl - Verstellbare Palettenregale - Grundlagen der statischen Bemessung"; sukzessive im Detail untersucht, kritisch hinterfragt und entsprechend kommentiert werden. Die Ergebnisse der Detail

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Jürgen Schnell, Alexander Fischer, Markus Loch
Anwendung von Teilsicherheitsbeiwerten auf Bestandsbauten im Hochbau. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2719
2009, 224 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bauen im Bestand hat in den letzten Jahren vermehrt an Bedeutung gewonnen. Gründe hierfür sind z.B. Nachhaltigkeitsaspekte, Bestandschutz oder Änderungen der Gebäudenutzung. Bei Nutzungsänderungen und den damit einhergehenden Belastungsänderungen ist die Bewertung der Tragfähigkeit der Bestandsbauteile unabdingbar. Die Tragfähigkeitsnachweise der Bestandsbauteile sind nach aktuellem Normenkonzept, das auf einem semiprobabilistischen Teilsicherheitskonzept beruht, zu führen. Bei einer strikten Anwendung der aktuellen Bemessungsnorm mit den darin festgeschriebenen Teilsicherheitsbeiwerten kann der Tragsicherheitsnachweis häufig nicht erbracht werden. Durch eine gezielte Bestandsaufnahme des Tragwerkes können Zusatzinformationen gewonnen und Unsicherheiten, die noch während der Planungs- und Errichtungsphase des Bauwerks vorhanden waren, ausgeschlossen bzw. eingegrenzt werden. Dies können z.B. Informationen über die Bauwerksgeometrie, die Materialkennwerte oder die Einwirkungen sein. Zu Beginn der Nachweisführung müssen die vorhandenen Baumaterialien den der Materialkenngrößen nach aktueller Norm zugeordnet werden. Hierzu wurde im Rahmen des Forschungsprojektes eine Zuordnung für die Baustoffe Beton und Bewehrungsstahl vorgenommen. Durch Betrachtung aller möglichen Bauteilversagenskriterien mithilfe vollprobabilistischer Berechnungen unter Verwendung aller vorhandenen Bauwerksinformationen, können modifizierte Teilsicherheitsbeiwerte für das geforderte Zuverlässigkeitsniveaus festgesetzt werden. Hieraus wurden für Praktiker handhabbare Bemessungsvorschläge erarbeitet. Auf dieser Grundlage kann der Standsicherheitsnachweis für bestehende Gebäude nach aktuellem Normenkonzept in vielen Fällen erfolgreich nachgewiesen werden. Der wirtschaftliche Nutzen des aufgezeigten Projektes liegt darin, dass im günstigsten Fall auf eine Bauwerksertüchtigung komplett verzichtet bzw. der erforderliche Umfang reduziert werden kann.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

Zur Datenbank RSWB^®plus

Zinke, Tim; Breunig, Stephanie; Kuhlmann, Ulrike; Ummenhofer, Thomas
Variantenvergleiche von Eisenbahntrogbrücken zur Entscheidungsunterstützung in den Planungsphasen 2-4
Stahlbau, 2019

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Maali, Mahyar; Kilic, Mahmut; Aydin, Abdulkadir Cüneyt
Experimental behaviour of bolted connections with stiffeners
Steel Construction, 2019

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Zenner, Harald; Hinkelmann, Karsten
August Wöhler - founder of fatigue strength research. On the 200th anniversary of August Wöhler's birth
Steel Construction, 2019

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Stojkovic, Nenad; Folic, Radomir
Normalized strength reserve principle for variable amplitude fatigue life prediction of adhesively bonded aluminium joints
Bauingenieur, 2019

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Lange, Jörg; Kawohl, Anne
Tension-shear interaction of high-strength bolts during and after fire
Steel Construction, 2019

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