Tragverhalten von Stabanschlüssen und Fachwerkknoten mit ausgeschnittenen Anschlussblechen:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
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| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2012
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| Schriftenreihe: | Schriftenreihe des Instituts für Konstruktiven Ingenieurbau
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINFUEHRUNG 1
1.1 PROBLEMSTELLUNG UND ZIELSETZUNG 1
1.2 STAND DER FORSCHUNG 6
1.3 BEZEICHNUNGEN 7
1.4 ANNAHMEN UND BERECHNUNGSGRUNDLAGEN 8
1.4.1 VORBEMERKUNGEN 8
1.4.2 MATERIAL VERHALTEN 8
1.4.3 BETRACHTUNGSWEISEN UND BEANSPRUCHUNGEN IN RECHTECKQUERSCHNITTEN 10
1.4.4 NACHWEIS DER TRAGFAEHIGKEIT A U F GRUNDLAGE DER ELASTIZITAETSTHEORIE
11 1.4.5 NACHWEIS DER TRAGFAEHIGKEIT A U F GRUNDLAGE DER
PLASTIZITAETSTHEORIE 14 1.4.6 NACHWEIS DER TRAGFAEHIGKEIT VON
SCHWEISSNAEHTEN 17
1.4.7 STABILITAETSNACHWEISE VON DRUCKSTAEBEN MIT VERAENDERLICHEN
QUERSCHNITTEN 18
2 BERECHNUNGSMETHODEN IM RECHNERISCHEN GRENZZUSTAND DER TRAGFAEHIGKEIT 20
2.1 VORBEMERKUNGEN 20
2.2 NACHWEISMETHODEN NACH DEM STAND DER TECHNIK 20
2.2.1 BEANSPRUCHUNGEN UNTER INGENIEURMAESSIGER BETRACHTUNG 20
2.2.2 BERECHNUNG DER QUERSCHNITTSTRAGFAEHIGKEIT IN DEN MASSGEBENDEN
SCHNITTEN 22 2.3 NACHWEISMETHODEN NACH DEM STAND DER FORSCHUNG 22
2.3.1 VORBEMERKUNGEN 22
2.3.2 NACHWEISVERFAHREN NACH ADAM / ZHANG, [2] 22
2.3.3 NACHWEIS VERFAHREN NACH SUPPES, [82] UND [54] 26
2.3.4 NACHWEISVERFAHREN NACH KLINKENBERG, PETER UND SAAL, [75] 31
2.3.5 NACHWEISVERFAHREN NACH HERTIE, [27] 32
2.3.6 BERECHNUNGSMETHODE NACH KINDMANN / STRACKE, [40] 35
3 UNTERSUCHUNGEN MIT DER FINITE ELEMENTE METHODE 3 7
3.1 VORBEMERKUNGEN 37
3.2 VERWENDETE ELEMENTE UND HINWEISE Z U DEN FEM-BERECHNUNGEN 38
3.2.1 SCHALENELEMENT SHELL181 38
3.2.2 SCHALENELEMENT SHELL281 39
3.2.3 BALKENELEMENT BEAM188 39
3.2.4 NICHTLINEARES BERECHNUNGSVERFAHREN IN ANSYS 4 0
3.3 MODELLIERUNG DER ANSCHLUESSE 4 0
3.4 SYSTEMMODELLIERUNGEN 4 4
3.4.1 VORBEMERKUNGEN 4 4
3.4.2 DRUCKSTAB MIT AUSGESCHNITTENEN ANSCHLUSSBLECHEN 44
3.4.3 FACHWERK 45
3.4.4 STABILITAETSUNTERSUCHUNGEN 4 6
3.5 AUSWERTUNG DER BERECHNUNGEN AN SCHNITTEN 4 7
3.6 KONVERGENZVERHALTEN UND STABILITAET DER BERECHNUNGEN 4 9
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IMAGE 2
II
1
4 BEANSPRUCHUNGEN IN FACHWERKDIAGONALEN 55
4.1 VORBEMERKUNGEN 55
4.2 STREBENBEANSPRUCHUNGEN EINES BEISPIELHAFTEN FACHWERKTRAEGERS 56
5 TRAGVERHALTEN VON AUSGESCHNITTENEN STABANSCHLUESSEN 61
5.1 VORBEMERKUNGEN 61
5.2 UNTERSUCHUNG AN RECHTECKIGEN ANSCHLUSSBLECHEN UNTER REINER
ZUGBEANSPRUCHUNG 62
5.2.1 KRAFTFLUSS IM GRENZZUSTAND DER TRAGFAEHIGKEIT 62
5.2.2 VERSAGENSMECHANISMEN IM ANSCHLUSSBLECH UND ZUGEHOERIGER KRAFTFLUSS
69 5.2.3 KRAFTFLUSS UNTERHALB DES AUSSCHNITTS IM ANSCHLUSSBLECH 72
5.2.4 TRAGFAEHIGKEITEN IN ABHAENGIGKEIT DER VERSCHIEDENEN PARAMETER 75
5.3 UNTERSUCHUNG AN SCHRAEG ABGESCHNITTENEN KNOTENBLECHEN 80
5.3.1 TRAGVERHALTEN UND KRAFTFLUSS IM GRENZZUSTAND DER TRAGFAEHIGKEIT 80
5.3.2 TRAGFAEHIGKEITEN IN ABHAENGIGKEIT DER VERSCHIEDENEN PARAMETERN 84
5.4 UNTERSUCHUNGEN AN UNSYMMETRISCHEN KNOTENBLECHEN 88
5.4.1 VORBEMERKUNGEN 88
5.4.2 TRAGVERHALTEN EINES ANSCHLUSSES MIT EINER SCHMALEN UND EINER
BREITEN ANSCHLUSSSEITE 89
5.4.3 TRAGVERHALTEN EINES ANSCHLUSSES MIT EINER SCHMALEN UND EINER
BREITEN ANSCHLUSSSEITE UND MIT UNTERSCHIEDLICHEN ANSCHLUSSLAENGEN 92
5.4.4 TRAGVERHALTEN EINES ANSCHLUSSES MIT UNTERSCHIEDLICH BREITEN
ANSCHLUSSSEITEN UND UNTERSCHIEDLICHEN ANSCHLUSSLAENGEN 94
5.5 KRAFTFLUSS INFOLGE EINER BIEGEBEANSPRUCHUNG 98
5.6 STABILITAET VON A U F DRUCK BEANSPRUCHTEN STAEBEN 104
5.6.1 VORBEMERKUNGEN 104
5.6.2 ERMITTLUNG VON VERZWEIGUNGSLASTEN MIT DER FEM 104
5.6.3 EINFLUSS DER ANSCHLUSSBLECHGEOMETRIE A U F DIE VERZWEIGUNGSLAST N
KI 107 5.6.4 VERGLEICH DER VERZWEIGUNGSLAST MIT REINEN STABWERKSMODELLEN
113 5.7 ZUSAMMENFASSUNG DER ERKENNTNISSE AUS DEN UNTERSUCHUNGEN 122
5.7.1 VORBEMERKUNGEN 122
5.7.2 ERKENNTNISSE ZU ZUGSTABANSCHLUESSEN MIT RECHTECKIGEN
ANSCHLUSSBLECHEN 122 5.7.3 ERKENNTNISSE ZU ZUGSTABANSCHLUESSEN MIT SCHRAEG
ABGESCHNITTENEN ANSCHLUSSBLECHEN 125
5.7.4 ERKENNTNISSE ZU ZUGSTABANSCHLUESSEN MIT UNSYMMETRISCHEN
ANSCHLUSSBLECHEN 126
5.7.5 ERKENNTNISSE ZU STABANSCHLUESSEN MIT REINER BIEGEBEANSPRUCHUNG 126
5.7.6 ERKENNTNISSE ZUR STABILITAET VON A U F DRUCK BEANSPRUCHTEN STAEBEN
MIT SCHRAEG ABGESCHNITTENEN ANSCHLUSSBLECHEN 127
6 TRAGVERHALTEN VON FACHWERKKNOTEN MIT AUSGESCHNITTENEN KNOTENBLECHEN
129
6.1 VORBEMERKUNGEN 129
6.2 GRENZTRAGFAEHIGKEITEN VON SYMMETRISCHEN FACHWERKKNOTEN 130
6.3 KRAFTFLUSS IN SYMMETRISCHEN FACHWERKKNOTEN 133
6.3.1 VORBEMERKUNGEN 133
IMAGE 3
1.1 PROBLEMSTELLUNG UND ZIELSETZUNG
III
6.3.2 KRAFTFLUSS IM KNOTENBLECH 133
6.3.3 TRAGFAEHIGKEIT DER ANSCHLUSSBEREICHE 146
6.3.4 HORIZONTALES SCHUBVERSAGEN IM KNOTENBLECH 150
6.3.5 ERREICHEN DER QUERSCHNITTSTRAGFAEHIGKEIT IM VERTIKALEN SCHNITT
DURCH KNOTENBLECH UND GURT 154
6.3.6 ZUSAMMENSTELLUNG DER VERSAGENSMECHANISMEN 155
6.4 VERGLEICH DER UNTERSUCHUNGEN MIT VERSUCHSERGEBNISSEN AUS [82] 157
6.5 STABILITAET VON A U F DRUCK BEANSPRUCHTEN FACHWERKSTREBEN 161
6.5.1 ERMITTLUNG VON VERZWEIGUNGSLASTEN MIT DER FEM 161
6.5.2 UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER KNOTENBLECHGEOMETRIE A U F DIE
VERZWEIGUNGSLAST N KI 163
7 BERECHNUNGSMODELL FUER STABANSCHLUESSE 171
7.1 VORBEMERKUNGEN 171
7.2 BERECHNUNG DER SCHNITTGROESSEN IM ANSCHLUSSBEREICH NACH DER
ELASTIZITAETSTHEORIE 172
7.3 BERECHNUNG DER SCHNITTGROESSEN IM ANSCHLUSSBEREICH NACH DER
PLASTIZITAETSTHEORIE 173
7.3.1 VEREINFACHTE ANNAHME DES KRAFTFLUSSES 173
7.3.2 PLASTISCHER KRAFTFLUSS IN RECHTECKIGEN ANSCHLUSSBLECHEN 173
7.3.3 PLASTISCHER KRAFTFLUSS IN SCHRAEG ABGESCHNITTENEN ANSCHLUSSBLECHEN
175 7.4 BESTIMMUNG DER TRAGFAEHIGKEIT IM ANSCHLUSSBEREICH 177
7.4.1 MASSGEBENDER VERSAGENSFALL 177
7.4.2 TRAGFAEHIGKEIT IM VERSAGENSFALL 1 178
7.4.3 TRAGFAEHIGKEIT IM VERSAGENSFALL 2 180
7.4.4 TRAGFAEHIGKEIT IM VERSAGENSFALL 3 184
7.4.5 TRAGFAEHIGKEIT IM VERSAGENSFALL 4 185
7.4.6 TRAGFAEHIGKEIT IM VERSAGENSFALL 5 188
7.4.7 TRAGFAEHIGKEIT DER SCHWEISSNAHT ZWISCHEN ZUGSTAB UND ANSCHLUSSBLECH
(VERSAGENSFALL 6) 188
7.4.8 TRAGFAEHIGKEIT DER SCHWEISSNAHT ZWISCHEN ANSCHLUSSBLECH UND
QUERTRAEGER (VERSAGENSFALL 7) 190
7.5 TRAGFAEHIGKEITSNACHWEIS FUER UNSYMMETRISCHE ZUGSTABANSCHLUESSE 191
7.6 TRAGFAEHIGKEITSNACHWEIS FUER STABANSCHLUESSE MIT BIEGEBEANSPRUCHUNG 192
7.7 TRAGFAEHIGKEITSNACHWEIS DES ANSCHLUSSES VON A U F DRUCK BEANSPRUCHTEN
STAEBEN 193
7.8 BEMESSUNGSMETHODE FUER STABANSCHLUESSE MIT BELIEBIGER BEANSPRUCHUNG
196 7.9 EMPFEHLUNG FUER KONSTRUKTION UND BEMESSUNG VON ZUGSTABANSCHLUESSEN
197
8 BEMESSUNGSMODELL FUER FACHWERKKNOTEN MIT AUSGESCHNITTENEN KNOTENBLECHEN
199
8.1 VORBEMERKUNGEN 199
8.2 KRAFTFLUSS UND TRAGFAEHIGKEIT DER SEITLICHEN ANSCHLUSSLASCHEN
(VERSAGENSFALL A) 201
8.2.1 KRAFTFLUSS IN DEN SEITLICHEN ANSCHLUSSLASCHEN 201
8.2.2 TRAGFAEHIGKEIT DER SEITLICHEN ANSCHLUSSLASCHEN 202
IMAGE 4
IV
1 EINFUEHRUNG
8.3 TRAGFAEHIGKEIT DES KNOTENBLECHS IM HORIZONTALEN SCHNITT
(VERSAGENSFALL B ) 203
8.4 TRAGFAEHIGKEIT DES FACHWERKKNOTENS IM VERTIKALEN SCHNITT
(VERSAGENSFALL C) 206
8.5 TRAGFAEHIGKEIT DES GURTSTABSTEGBLECHS (VERSAGENSFALL D) 209
8.6 ERREICHEN DER QUERSCHNITTSTRAGFAEHIGKEIT IN DEN EINZELNEN
STABQUERSCHNITTEN (VERSAGENSFALL E) 211
8.7 SCHWEISSNAHTVERBINDUNG DES KNOTENBLECHS AN DIE DIAGONALEN
(VERSAGENSFALL F) 211
8.8 SCHWEISSNAHTVERBINDUNG DES KNOTENBLECHS AN DEN GURTSTAB
(VERSAGENSFALL G) 212
8.9 KONSTRUKTIONSEMPFEHLUNGEN FUER FACHWERKKNOTEN MIT
DRUCKSTABANSCHLUESSEN 213
8.10 STATISTISCHE BEWERTUNG DES MODELLS MIT DEN VERSUCHSERGEBNISSEN 215
8.11 KONSTRUKTIONSEMPFEHLUNGEN UND ERWEITERUNGSMOEGLICHKEITEN 215
9 BERECHNUNGSBEISPIELE 218
9.1 V ORBEMERKUNGEN 218
9.2 ANSCHLUSS EINES STABANSCHLUSSES AN EINEN QUERTRAEGER 218
9.3 FACHWERKKNOTEN 223
9.4 VERGLEICH UND BEWERTUNG DER VERSCHIEDENEN BEMESSUNGSMODELLE 231
10 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 235
LITERATUR 239
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