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Nichtlineare Berechnung von räumlichen Stahlbetonstabtragwerken mit dem Schwerpunkt Querschnittsberechnung

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Kurzbeschreibung

Stahlbeton ist weltweit einer der wichtigsten Baustoffe und wird für ein weites Spektrum von Tragwerkstypen eingesetzt. Aus wirtschaftlichen und ästhetischen Gründen werden immer schlankere Konstruktionen aus Stahlbeton geplant. Zum einen erfordern diese Konstruktionen hohe Materialfestigkeiten, zum anderen auch geeignete Berechnungswerkzeuge. Stahlbeton weist unter hohen Belastungen ein ausgesprochen nichtlineares Materialverhalten auf. Bei schlanken Tragwerken kommen zusätzlich geometrisch nichtlineare Effekte hinzu. Für eine sichere Bemessung sind sowohl materielle als auch geometrische Nichtlinearitäten zu berücksichtigen. Die Erfassung des nichtlinearen Verhaltens ist seit Jahrzehnten Gegenstand diverser Forschungsvorhaben. Mit Hilfe der neuesten numerischen Verfahren und gesteigerten Rechnerkapazitäten scheint mittlerweile alles im Stahlbetonbau berechenbar zu sein. Die vorliegende Arbeit zeigt für Stahlbetonstabtragwerke jedoch weiterhin bestehende Verbesserungsmöglichkeiten auf und erläutert neue alternative Lösungsmöglichkeiten.
Zunächst wird der Stand der Forschung zur nichtlinearen Berechnung von Stahlbetonstabtragwerken erörtert. Bei der geometrischen Nichtlinearität wird insbesondere auf die Unterschiede der verschiedenen Näherungsstufen eingegangen. Für die materielle Nichtlinearität wird eine Übersicht über die unterschiedlichen Ansätze gegeben. Anhand von Vergleichsrechnungen zu Experimenten werden die Einschränkungen und Probleme bei bestehenden Programmen aufgezeigt. Insbesondere bei räumlichen Stäben mit sechs zu berücksichtigenden Schnittgrößen wird der Bedarf an einem geeigneten Modell zur Erfassung der materiellen Nichtlinearität offenkundig.
Die materielle Nichtlinearität wird im Rahmen der Stabtheorie auf Querschnittsebene erfasst. In einer Querschnittsberechnung wird der Spannungs- und Dehnungszustand korrespondierend zu den Schnittgrößen bestimmt. Bestehende Modelle zur Querschnittsberechnung werden erläutert, klassifiziert und bewertet. Basierend auf der Klassifizierung wird ein neues hybrides Modell entwickelt und in einem objektorientierten Programm umgesetzt. Das Modell dient der Berechnung beliebiger Stahlbetonquerschnitte unter Berücksichtigung aller sechs Schnittgrößen. Die Gültigkeit wird anhand von analytischen und experimentellen Beispielen demonstriert. Auf Grundlage des hybriden Modells wird die Möglichkeit eines vereinheitlichten Nachweisverfahrens im Stahlbetonbau präsentiert.

Details
Schlagworte

Titel: Nichtlineare Berechnung von räumlichen Stahlbetonstabtragwerken mit dem Schwerpunkt Querschnittsberechnung
Autoren/Herausgeber: Thomas Löhning
Aus der Reihe: Berichte aus dem Bauwesen
Ausgabe: 1., Aufl.

ISBN/EAN: 9783832298074

Seitenzahl: 185
Format: 24 x 17 cm
Produktform: Taschenbuch/Softcover
Gewicht: 278 g
Sprache: Deutsch

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