Zur Entwicklung von Form und Struktur historischer Gewölbe aus der Sicht der Statik:
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| adam_text | Zur Entwicklung von Form und Struktur historischer
Gewölbe aus der Sicht der Statik
von
Martin Trautz
E )L h
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Bericht Nr 28 (1998)
Institut für Baustatik der Universität Stuttgart
Professor Dr -Ing E Ramm
Stuttgart 1998
T H Darmstadt
Kunstgesch -!nst
!nv -Ni
Inhalt:
Teil I: Grundlagen
1 0 Ziel- und Problemstellung, Methoden 9
1 1 Zielstellung 9
1 2 Stand der Forschung und Methodik in der Technikgeschichte 10
121 Bisherige technikhistorische Forschungsansätze und eigener 10
Ansatz
122 Technikgeschichtliche Methodik 11
1 3 Stand der Technik und Methoden der Gewölbestatik 12
131 Arten materiell-nichtlinearer Simulationen von Mauerwerk mit 12
der Finite-Element-Methode
132 Einige Beispiele aus der Entwicklung der Simulationen von 13
Mauerwerk mit der Finite-Element-Methode
2 0 Definitionen, Klassifikation von Form und Struktur der Gewölbe und 15
Eigenschaften von Mauerwerk
2 1 Definitionen und Begriffe 15
211 Form 15
212 Struktur 16
213 Einflußfaktoren auf Form und Struktur 16
214 Die ideale und die reale Gewölbeform 17
215 Begriffe des Gewölbebaus und der Gewölbestatik 18
2 2 Klassifikation von Gewölbeform und Gewölbestruktur 21
221 Klassifikation von Gewölbeformen nach statischen Gesichts- 21
punkten
222 Klassifikation strukturbeeinflussender Konstruktionselemente 21
2 3 Mechanische Eigenschaften von Mauenwerk 26
231 Mechanische Eigenschaften von Mörtel, Steinen und Mauer- 26
werk
232 Spezielle Eigenschaften von historischem Mauerwerk 31
3 0 Historische und traditionelle Nachweis,- Berechnungs- und Formge- 35
bungsmethoden für Gewölbe
3 1 Geschichtlicher Abriß 35
311 Synthetische Methoden zur Formfindung und Ermittlung von 35
Schnittkräften
312 Diskretisierende statische Methoden zur Errechnung von 39
Schnittkräften und Auflagenwirkungen
3 2 Eigenschaften traditioneller Nachweis- und Berechnungsmethoden 41
321 Hängemodelle 41
322 Stützlinienmethoden 45
323 Tragfähigkeitskriterien und Traglastsätze auf Basis der Stütz- 48
linientheorie
4 0 Simulation von Gewölben aus Mauerwerk mit der FE-Methode 53
4 1 Vorgehensweise bei der FE-Simulation 53
411 Verwendeter Programmcode und Elementeigenschaften 53
412 Materiell-nichtlineare Simulationen von Tragstrukturen aus 56
Mauerwerk
413 Test-und Vergleichsrechnungen 64
4 2 Tragverhalten von Tragwerken aus Sprödmaterial mit der FE-Methode 66
421 Relevante Lastfälle 66
422 Rißverhalten von Tragwerken aus Sprödmaterial unter gleich- 68
mäßig verteilten Lasten in der FE-Rechnung
423 Tragverhalten von Rechteckquerschnitten aus nicht-zugfestem 76
Material
424 Simulation eines Bogens unter Eigengewicht 81
425 Schematisches Interaktionsdiagramm der aufnehmbaren Nor- 84
malkraft und des aufnehmbaren Moments für den gerissenen
und ungerissenen Querschnitt aus nicht-zugfestem Material
426 Auswertung und Zusammenfassung 86
Teil II: Studien 89
5 0 Zur frühen Wölbkunst Ägyptens und des Fruchtbaren Halbmondes 89
5 1 Ägypten 89
511 Nubische Gewölbe 89
512 Ägyptisch-orientalische Kuppelgewölbe 92
5 2 Assyrien 94
521 Das große Tonnengewölbe des Sassanidenpalastes von 95
Ktesiphon
522 Zusammenfassung 98
6 0 Römische Wölbkunst 99
6 1 Römische Arten des Massivbaus 99
611 Mauerwerk aus Werksteinen 99
612 Beton und Gußmauerwerk 99
6 2 Bogen- und Tonnengewölbekonstruktionen 102
621 Römische Gewölbe - eine Formensprache auf Basis des 102
Kreises
622 Bogen- und Tonnengewölbekonstruktionen in Werkstein- 104
technik
623 Bogen- und Tonnengewölbekonstruktionen in Gußmauerwerk- 105
technik
6 3 Kuppelkonstruktionen in Gußmauerwerktechnik 107
631 Gußmauenwerkkuppeln in Verbundbauweise 109
632 Zusammenfassung 120
7 0 Byzantinische und osmanische Pendentifkuppeln 121
7 1 Kuppeln über viereckigem Grundriß 121
711 Die geometrischen Grundtypen der Kuppelkonstruktionen 121
und ihre Lastabtragungsprinzipien
712 Zur Entwicklung der Kuppeln auf eckigem Grundriß 123
7 2 Tragverhalten von Pendentifkuppeln 136
721 Geometrische und statische Eigenschaften der Pendentifs 136
722 Vorgehensweise, Modellierung und Lagerung bei der Simulation 137
723 Grundsätzliche Merkmale des Tragverhaltens von Hängekup- 137
peln und Pendentifkuppeln unter Eigengewichtsbelastung
724 Die freistehende Pendentifkuppel 138
725 Verformungsverhalten und konstruktive Stützmaßnahmen 143
726 Zusammenfassung 147
8 0 Kreiszylindrische Tonnengewölbe am Beispiel von St Michael in Mün- 149
chen (1597)
8 1 Zur Entwicklung tonnenüberwölbter Kirchenbauten 149
811 Nordspanien und Frankreich 149
812 Italien 151
8 2 Baugeschichte und Konstruktion von St Michael 154
821 Zur Baugeschichte 154
822 Konstruktion der Gewölbe 156
8 3 Tragverhalten des Tonnengewölbes von St Michael 160
831 Untersuchung der Tonne unter verschiedenen Öffnungswinkeln 160
832 Zusammenfassung 166
9 0 Gewölbe des Barocks und Rokokos am Beispiel der Wallfahrtskirche von 167
Steinhausen (1733)
9 1 Stationen barocker Baukunst und Wölbkunst 167
911 Ursprünge der Barockarchitektur 167
912 Barocke und spätbarocke Baukunst nördlich der Alpen 168
913 Dominikus Zimmermann und die Wallfahrtskirche zu Steinhausen 170
9 2 Die Zentralkuppel der Wallfahrtskirche zu Steinhausen 172
921 Zur Wölbtechnik der Barockbaukunst und der Bedeutung der 172
Zentralkuppel der Wallfahrtskirche
922 Die Konstruktion der Zentralkuppel der Wallfahrtskirche 174
923 Tragverhalten der Kuppel 177
924 Zusammenfassung 183
10 0 Versuche der Anwendung statisch begründeter Wölbformen 185
10 1 Drei Kathedralen mit stützlinienförmigen Kuppeln 185
10 1 1 St Paul s - Kettenform versus Kreisform 185
10 1 2 Ste Genevieve - die Kettenlinie als statische Absolutform 187
10 1 3 San Gaudenzio/Novara - von der Kettenlinie zur Kuppelketten- 192
linie
10 1 4 Zusammenfassung 197
11 0 Zusammenfassung 199
11 1 Zusammenfassung und Schlußfolgerungen 199
11 1 1 Technikgeschichtliche Schlußfolgerungen 199
11 1 2 Ergebnisse aus der Anwendung numerischer und statischer 201
Methoden bei der Untersuchung von Gewölben
11 2 Ausblick 204
Literaturverzeichnis 205
Bezeichnungen 220
Anhang 223
(Die Numerierung ist an der Hauptklassifikation orientiert und zur Unterscheidung
mit dem Prefix A versehen Kapitel ohne Anhang wurden ausgelassen )
Anhang A 3 223
A3221 223
Anhang A 4 227
A4113 227
A413 228
A4222 242
A4223 243
A4233 244
Anhang A 6 247
A6312 247
Anhang A 10 249
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