Untersuchungen zur Schubfeldwirkung von Sandwichelementen:
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| Language: | German |
| Published: |
Darmstadt
Technische Universität Darmstadt, Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik
2017
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| Series: | Veröffentlichung des Instituts für Stahlbau und Werkstoffmechanik der Technischen Universität Darmstadt
Heft 115 |
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| adam_text | Untersuchungen zur Schubfeldwirkung von
Sandwichelementen
Vom Fachbereich 13 - Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
der Technischen Universität Darmstadt
Erlangung des akademischen Grades einer
Doktor-Ingenieurin
genehmigte
DISSERTATION
vorgelegt von
Dipl -Ing Christina Kunkel
aus Mainz
zur
Referent:
Korreferent:
Tag der Einreichung:
Tag der mündlichen Prüfung:
Prof Dr -Ing J Lange
Prof Dr -Ing U Knaack
1 März 2017
2 Mai 2017
Darmstadt 2017
D 17
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1 1 Einführung und Motivation 1
1 2 Problemstellung 2
1 3 Gliederung und Zielsetzung der Arbeit 3
2 Stand der Forschung 5
2 1 Überblick 5
2 2 Grundlagen zur Sandwichbauweise 6
2 3 Untersuchungen zur Scheibentragwirkung von Sandwichelementen 9
231 Inhalte des Forschungsvorhabens 9
232 „Querzugversuche“ an Schraubverbindungen von Sandwichelementen 9
233 Versuche zur Untersuchung der Schubfeldwirkung von Sandwichele-
menten 12
2 4 Untersuchungen zur Stabilisierung durch Sandwichelemente 17
241 Inhalte des Forschungsvorhabens 17
242 Untersuchungen zur Steifigkeit einer Verbindung 17
243 Untersuchungen zur Scheibensteifigkeit 18
2 5 Untersuchungen zur Tragwirkung von Sandwichelementen im Rahmen von
„EASIE“ 20
251 Inhalte des Forschungsprojekts 20
252 Tragwirkung der Verbindung zwischen Sandwichelement und Unter-
konstruktion 20
253 Scheibentragwirkung von Sandwichelementen 24
2 6 Empfehlung zur Anwendung von Sandwichelementen zur Stabilisierung 25
2 7 Weitere Veröffentlichungen zum Tragverhalten von Sandwichelementen 26
2 8 Schubfeldwirkung von Trapezprofilen 27
281 Allgemeine Vorbemerkungen 27
282 Nachweisverfahren von Bryan und Davis 27
283 Nachweisverfahren von Schardt und Strehl 28
3 Experimentelle Untersuchungen 29
3 1 Übersicht 29
3 2 Orientierende Großversuche zur Schubfeldwirkung 30
321 Beschreibung der Versuchsreihe 30
vii
Inhaltsverzeichnis
322 Versuchsaufbau des Rahmens 32
323 Ergebnisse der Orientierungsversuche 34
3 3 Versuchsreihe zur Verbindung zwischen Sandwichelement und Unterkonstruk-
tion 37
331 Allgemeines 37
332 Versuchsaufbau der Verbindungsversuche 37
333 Ergebnisse der Verbindungsversuche 39
3 4 Versuchsreihe zum Tragverhalten der Längsfugen von Sandwichwandelementen 41
341 Versuchsaufbau der Fugenversuche 41
342 Ertüchtigung der Fuge 43
343 Ergebnisse der Fugenversuche 45
3 5 Großversuche zur Schubfeldwirkung 49
351 Allgemeines 49
352 Modifikation des vorhandenen Versuchsaufbaus 49
353 Schubfeldversuche - Dachbauteile -4xlm 51
354 Schubfeldversuche - Dachbauteile - 4x3 m 55
355 Schubfeldversuche - Wandbauteile - 4x3 m 60
356 Schubfeldversuche - Wandbauteile - 4x3 m - ertüchtigte Längsfuge 72
357 Zusammenfassung der Ergebnisse 75
4 Berechnungsmodell 79
4 1 Numerisches Modell 79
411 Modellierung und Eingangsparameter 79
412 Ergebnisse der numerischen Berechnungen 84
4 2 Analytischer Lösungsansatz 87
421 Berechnung der Verbindung zwischen Sandwichelement und Unter-
konstruktion 87
422 Berechnung der Schubfeldsteifigkeit 88
4 3 Zusammenfassung der numerischen und analytischen Berechnungen 90
5 Vergleich des analytischen Ansatzes und des numerischen Modells mit den Ver-
suchen 93
5 1 Allgemeines 93
5 2 Schraubverbindung zwischen Sandwichelement und Unterkonstruktion 93
5 3 Großversuche zur Schubfeldwirkung von Sandwichelementen 97
531 Allgemeines 97
532 Vergleich der numerischen Berechnung zu den Versuchen des Typs I
U“) 97
533 Vergleich der numerischen Berechnung zu den Versuchen des Typs I 100
534 Vergleich der numerischen Berechnung zu den Versuchen des Typs II 103
535 Vergleich der numerischen Berechnung zu den Versuchen des Typs III 105
viii
Inhaltsverzeichnis
5 4 Zusammenfassung des Vergleichs der unterschiedlichen Typen der Schrau-
benanordnung 107
6 Fazit und Ausblick 109
Bilderverzeichnis 117
Tabellenverzeichnis 120
Literaturverzeichnis 121
A Anhang 125
A l Stand der Technik 125
A 2 Weitere Ergebnisse der Untersuchungen der Fuge 126
A 3 Weitere Versuchsergebnisse der Großversuche 131
A31 Ergebnisse der Versuche zur Schubfeldwirkung von Sandwichdachele-
menten mit einer durchgehenden Kerndicke von 40 mm 131
A32 Ergebnisse der Versuche zur Schubfeld Wirkung von Sandwichwandele-
menten mit einer Bauteilhöhe von 100 mm 132
A33 Ergebnisse der Versuche zur Schubfeldwirkung von Sandwichwandele-
menten mit einer Bauteilhöhe von 100 mm mit Klettband 134
A34 Ergebnisse der Versuche zur Schubfeldwirkung von Sandwichwandele-
menten mit einer Bauteilhöhe von 40 mm 136
A35 Ergebnisse der Versuche zur Schubfeldwirkung von Sandwichwandele-
menten mit einer Bauteilhöhe von 40 mm mit Klettband 139
A 4 Vergleich zwischen Versuchen und Berechnung 141
A 5 Bilder 143
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