Verfügbarkeit: Formoptimierung von Druckgliedern aus Beton und Stahlbeton

Formoptimierung von Druckgliedern aus Beton und Stahlbeton:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Schmidt, Angela 1988- (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Dresden Technische Universität 2022
Schriftenreihe:	Schriftenreihe Konstruktiver Ingenieurbau Dresden 65
Schlagworte:	Stahlbeton Beton Bemessung Stütze Druckglied Stabilität Tragfähigkeit Optimierung Stützen Biegung Knicken Tragverhalten Hochschulschrift
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	156 Seiten Illustrationen, Diagramme, Karten 25 cm x 17.5 cm
ISBN:	9783867807210 3867807213

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1. EINLEITUNG 1 1.1. MOTIVATION UND ZIELSETZUNG ................................................................................. 1 1.2. GLIEDERUNG DER ARBEIT .......................................................................................... 2 2. GRUNDLAGEN 5 2.1. ALLGEMEINES ............................................................................................................ 5 2.2. BERECHNUNG VON DRUCKGLIEDERN NACH DER ELASTIZITAETSTHEORIE .......................... 5 2.2.1. PERFEKTER STAB ........................................................................................... 5 2.2.1.1. HOMOGENE DIFFERENTIALGLEICHUNG DER BIEGELINIE ...................... 5 2.2.1.2. BERECHNUNG DER KNICKLAST ......................................................... 9 2.2.1.3. LAST-VERFORMUNGS-DIAGRAMM .................................................... 12 2.2.1.4. SPANNUNGS-SCHLANKHEITS-DIAGRAMM ........................................ 13 2.2.1.5. NAEHERUNGS VERFAHREN ................................................................... 15 2.2.2. IMPERFEKT ER STAB ....................................................................................... 15 2.2.2.1. INHOMOGENE DIFFERENTIALGLEICHUNG DER BIEGELINIE ...................... 15 2.2.2.2. SCHNITTGROESSEN NACH THEORIE II. ORDNUNG .................................. 18 2.2.2.3. SPANNUNGSVERSAGEN NACH THEORIE II. ORDNUNG ...................... 23 2.2.2.4. SPANNUNGS-SCHLANKHEITS-DIAGRAMME ....................................... 24 2.2.2.5. LAST-VERFORMUNGS-DIAGRAMM ................................................... 28 2.2.2.6. EXZENTRISCH GEDRUECKTE STUETZEN ................................................. 28 2.3. BERECHNUNG VON DRUCKGLIEDERN MIT NICHT LINEAREM MATERIAL VERHALTEN ................ 29 2.3.1. EINSATZ EINES NICHTLINEAREN WERKSTOFFS .................................................... 29 2.3.2. EINSATZ EINER NICHT LINEAREN MATERIALKOMBINATION - STAHLBETON ............. 30 2.3.2.1. UNGERISSENER ZUSTAND ............................................................... 30 2.3.2.2. GERISSENER ZUSTAND .................................................................. 31 2.4. OPTIMIERUNG - ABGRENZUNG UND UEBERBLICK ........................................................ 35 2.4.1. BEGRIFFSDEFINITIONEN ..................................................................................... 35 2.4.2. OPTIMIERUNGSARTEN ..................................................................................... 35 2.4.3. OPTIMIERUNGS VERFAHREN ............................................................................... 36 3. AUSWAHL UND ABGRENZUNG DER BETRACHTETEN UNTERSUCHUNGSBEREICHE 39 3.1. ARTEN VON DRUCKGLIEDERN ...................................................................................... 39 3.2. ABGRENZUNG DER OPTIMIERUNGSPARAMETER ........................................................... 40 3.2.1. ZUSAMMENWIRKUNG VERSCHIEDENER OPTIMIERUNGSARTEN ............................. 40 3.2.2. ALTERNATIVE OPTIMIERUNGSPARAMETER UND -KRITERIEN ................................ 41 3.2.3. LOKALE OPTIMIERUNGSPUNKTE ....................................................................... 42 3.2.4. GEWAEHLTE VORAUSSETZUNGEN FUER DIE DURCHGEFUEHRTE FORMOPTIMIERUNG . . 43 INHALTSVERZEICHNIS 3.3. ABGRENZUNG ZU ANDEREN FORSCHUNGSARBEITEN ...................................................... 43 4. VORWIEGEND NORMALKRAFTBEANSPRUCHTE DRUCKGLIEDER 45 4.1. THEORETISCHE UNTERSUCHUNGEN .............................................................................. 45 4.1.1. ALLGEMEINES ................................................................................................. 45 4.1.2. GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG BESTEHENDER UNTERSUCHUNGEN ....................... 45 4.1.2.1. SAEULEN UND BAUKUNST IN DER ANTIKE ....................................... 45 4.1.2.2. 1400-1800: D A V INCI , E ULER UND L AGRANGE ........................ 46 4.1.2.3. 1800-1960: MATHEMATISCH OPTIMALE LOESUNG ........................... 47 4.1.2.4. NACH 1960: BERUECKSICHTIGUNG VON MINDEST QUERSCHNITT UND DOP PELTEM EIGENWERT ...................................................................... 50 4.1.2.5. ZUSAMMENFASSUNG UND OFFENE FRAGESTELLUNGEN ........................ 52 4.1.3. ERGAENZENDE EIGENE UNTERSUCHUNGEN ......................................................... 53 4.1.3.1. PLAUSIBILITAETSUEBERPRUEFUNG DER LITERATURANGABEN ................... 53 4.1.3.2. EINFLUSS EINER ELASTISCHEN EINSPANNUNG .................................... 57 4.1.3.3. EINFLUSS EINER IMPERFEKTION ....................................................... 58 4.1.3.4. EINFLUSS EINES NICHTLINEAREN MATERIAL VERHALTENS ..................... 60 4.2. EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN - VOR VERSUCHE AN STUETZEN MIT KONSTANTEM QUERSCHNITT ............................................................................................................. 61 4.2.1. ZIELSETZUNG UND UEBERSICHT DES VERSUCHSPROGRAMMS .............................. 61 4.2.2. RANDBEDINGUNGEN .................................................................................... 62 4.2.2.1. AUFBAU UND HERSTELLUNG DER VERSUCHSKOERPER ........................... 62 4.2.2.2. MATERIALEIGENSCHAFTEN ................................................................ 63 4.2.2.3. VERSUCHSAUFBAU UND -DURCHFUEHRUNG ....................................... 63 4.2.3. VERSUCHSERGEBNISSE .................................................................................... 64 4.2.3.1. VERSAGENSLASTEN ......................................................................... 64 4.2.3.2. VERSAGENS VOR GANG ...................................................................... 67 4.2.4. AUSWERTUNG ................................................................................................ 68 4.2.4.1. LITERAT URVERGLEICH ...................................................................... 68 4.2.4.2. VERSUCHSNACHRECHNUNG ................................................................ 70 4.2.4.3. SCHLUSSFOLGERUNGEN ...................................................................... 72 4.3. EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN - VERSUCHE AN OPTIMIERTEN STUETZEN ............... 72 4.3.1. ZIELSETZUNG UND UEBERSICHT DES VERSUCHSPROGRAMMS .............................. 72 4.3.2. RANDBEDINGUNGEN .................................................................................... 73 4.3.3. UEBERPRUEFUNG DES QUERSCHNITTSEINFLUSSES ................................................ 74 4.3.3.1. BESONDERE PARAMETER ................................................................ 74 4.3.3.2. VERSUCHSERGEBNISSE ...................................................................... 75 4.3.4. UEBERPRUEFUNG DES FORMEINFLUSSES ............................................................... 76 4.3.4.1. BESONDERE PARAMETER ................................................................ 76 4.3.4.2. VERSUCHSERGEBNISSE ...................................................................... 77 4.3.5. ERGEBNISANALYSE ....................................................................................... 78 4.3.5.1. VERFORMUNGS UND VERSAGENS VERHALTEN .................................... 78 4.3.5.2. SPANNUNGS-DEHNUNGS-DIAGRAMME .......................................... 80 4.4. BEWERTUNG UND FAZIT ............................................................................................. 82 5. AUSSERMITTIG BELASTETE DRUCKGLIEDER 85 5.1. THEORETISCHE UNTERSUCHUNGEN .............................................................................. 85 5.1.1. PROBLEMSTELLUNG UND OPTIMIERUNGSANSATZ ............................................. 85 5.1.2. OPTIMIERUNGSAUFGABE ............................................................................... 87 5.1.2.1. ZIELSETZUNG UND NEBENBEDINGUNGEN ....................................... 87 5.1.2.2. EINFLUSSPARAMETER - MATERIALKOMBINATION .............................. 88 5.1.2.3. EINFLUSSPARAMETER - STATISCHES SYSTEM .................................... 89 II INHAL TSVERZEICHNIS 5.1.3. BESCHREIBUNG DER DURCHGEFUEHRTEN OPTIMIERUNGSMETHODE .................... 90 5.1.3.1. AUSWAHLKRITERIEN ZUR FESTLEGUNG DER REFERENZ ........................ 90 5.1.3.2. TEILSCHRITTE DER FORMOPTIMIERUNG ............................................. 91 5.1.3.3. ERGEBNISBEWERTUNG .................................................................. 92 5.1.4. EXEMPLARISCHE ANWENDUNG DER OPTIMIERUNGSMETHODE ....................... 93 5.1.4.1. LASTFAELLE UND NEBENBEDINGUNGEN ............................................. 93 5.1.4.2. FESTLEGUNG DER REFERENZ ............................................................ 93 5.1.4.3. FORMOPTIMIERUNG ..................................................................... 94 5.1.4.4. BEWERTUNG .................................................................................. 96 5.1.5. AUSBLICK ...................................................................................................... 96 5.2. EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN ............................................................................ 97 5.2.1. ZIELSETZUNG UND UEBERSICHT DES VERSUCHSPROGRAMMS ............................. 97 5.2.2. RANDBEDINGUNGEN ................................................................................... 98 5.2.2.1. AUFBAU UND HERSTELLUNG DER VERSUCHSKOERPER ........................... 98 5.2.2.2. MATERIALEIGENSCHAFTEN ............................................................... 99 5.2.2.3. VERSUCHSAUFBAU UND -DURCHFUEHRUNG ....................................... 99 5.2.2.4. MESSKONZEPT .................................................................................. 100 5.2.3. UEBERBLICK DER VERSUCHSERGEBNISSE .............................................................. 101 5.2.3.1. VERSAGENSLASTEN ............................................................................ 101 5.2.3.2. VERSAGENSVORGANG ......................................................................... 102 5.2.4. EXEMPLARISCHE ANALYSE DER MESSERGEBNISSE ............................................ 103 5.2.4.1. AUSWAHLKRITERIUM ......................................................................... 103 5.2.4.2. SPANNUNGS-DEHNUNGS-DIAGRAMME ............................................. 103 5.2.4.3. VERFORMUNGS VERHALTEN ................................................................... 106 5.3. AUSWERTUNG ................................................................................................................ 107 5.3.1. VERSUCHSNACHRECHNUNG ................................................................................ 107 5.3.2. DARSTELLUNG IM MOMENTEN-NORMALKRAFT-INTERAKTIONSDIAGRAMM ........... 109 5.3.3. BEWERTUNG UND FAZIT .................................................................................... 110 6. SCHLUSSBEMERKUNGEN 113 6.1. ZUSAMMENFASSUNG .................................................................................................... 113 6.2. FAZIT UND AUSBLICK .................................................................................................... 115 LITERATURVERZEICHNIS 117 A. VERSUCHSDOKUMENTATION VORWIEGEND NORMALKRAFTBEANSPRUCHTER DRUCK GLIEDER A 1 A.L. VERMESSUNG DER EINGESPANNTEN STUETZEN .............................................................. AL A.2. BETONKENNWERTE ..................................................................................................... A 3 A.3. SCHAL UND MESSSTELLENPLAENE ................................................................................ A 7 A.4. ERGEBNISSE DER DEHNUNGSMESSUNGEN ................................................................. A10 A.5. VERVORMUNGSVERHALTEN NACH ERREICHEN DER MAXIMALLAST FUER R-E-2-2 .............. A 16 B. VERSUCHSDOKUMENTATION AUSSERMITTIG BELASTETER DRUCKGLIEDER B 1 B.L. SCHAL UND BEWEHRUNGSPLAN ................................................................................. B 2 B.2. VERMESSUNG DER STUETZEN ........................................................................................ B 3 B.3. MATERIALKENNWERTE ................................................................................................. B 4 B.4. VERSUCHSAUFBAU ....................................................................................................... B 6 B.5. MESSSTELLENPLAN ....................................................................................................... B 6 B.6. ERGEBNISSE DER DEHNUNGS UND VERFORMUNGSMESSUNGEN .................................... B 8 B.7. VERSUCHSNACHRECHNUNG - VERGLEICH DER BETONDEHNUNGEN .................................... B15 III
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS 1. EINLEITUNG 1 1.1. MOTIVATION UND ZIELSETZUNG . 1 1.2. GLIEDERUNG DER ARBEIT . 2 2. GRUNDLAGEN 5 2.1. ALLGEMEINES . 5 2.2. BERECHNUNG VON DRUCKGLIEDERN NACH DER ELASTIZITAETSTHEORIE . 5 2.2.1. PERFEKTER STAB . 5 2.2.1.1. HOMOGENE DIFFERENTIALGLEICHUNG DER BIEGELINIE . 5 2.2.1.2. BERECHNUNG DER KNICKLAST . 9 2.2.1.3. LAST-VERFORMUNGS-DIAGRAMM . 12 2.2.1.4. SPANNUNGS-SCHLANKHEITS-DIAGRAMM . 13 2.2.1.5. NAEHERUNGS VERFAHREN . 15 2.2.2. IMPERFEKT ER STAB . 15 2.2.2.1. INHOMOGENE DIFFERENTIALGLEICHUNG DER BIEGELINIE . 15 2.2.2.2. SCHNITTGROESSEN NACH THEORIE II. ORDNUNG . 18 2.2.2.3. SPANNUNGSVERSAGEN NACH THEORIE II. ORDNUNG . 23 2.2.2.4. SPANNUNGS-SCHLANKHEITS-DIAGRAMME . 24 2.2.2.5. LAST-VERFORMUNGS-DIAGRAMM . 28 2.2.2.6. EXZENTRISCH GEDRUECKTE STUETZEN . 28 2.3. BERECHNUNG VON DRUCKGLIEDERN MIT NICHT LINEAREM MATERIAL VERHALTEN . 29 2.3.1. EINSATZ EINES NICHTLINEAREN WERKSTOFFS . 29 2.3.2. EINSATZ EINER NICHT LINEAREN MATERIALKOMBINATION - STAHLBETON . 30 2.3.2.1. UNGERISSENER ZUSTAND . 30 2.3.2.2. GERISSENER ZUSTAND . 31 2.4. OPTIMIERUNG - ABGRENZUNG UND UEBERBLICK . 35 2.4.1. BEGRIFFSDEFINITIONEN . 35 2.4.2. OPTIMIERUNGSARTEN . 35 2.4.3. OPTIMIERUNGS VERFAHREN . 36 3. AUSWAHL UND ABGRENZUNG DER BETRACHTETEN UNTERSUCHUNGSBEREICHE 39 3.1. ARTEN VON DRUCKGLIEDERN . 39 3.2. ABGRENZUNG DER OPTIMIERUNGSPARAMETER . 40 3.2.1. ZUSAMMENWIRKUNG VERSCHIEDENER OPTIMIERUNGSARTEN . 40 3.2.2. ALTERNATIVE OPTIMIERUNGSPARAMETER UND -KRITERIEN . 41 3.2.3. LOKALE OPTIMIERUNGSPUNKTE . 42 3.2.4. GEWAEHLTE VORAUSSETZUNGEN FUER DIE DURCHGEFUEHRTE FORMOPTIMIERUNG . . 43 INHALTSVERZEICHNIS 3.3. ABGRENZUNG ZU ANDEREN FORSCHUNGSARBEITEN . 43 4. VORWIEGEND NORMALKRAFTBEANSPRUCHTE DRUCKGLIEDER 45 4.1. THEORETISCHE UNTERSUCHUNGEN . 45 4.1.1. ALLGEMEINES . 45 4.1.2. GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG BESTEHENDER UNTERSUCHUNGEN . 45 4.1.2.1. SAEULEN UND BAUKUNST IN DER ANTIKE . 45 4.1.2.2. 1400-1800: D A V INCI , E ULER UND L AGRANGE . 46 4.1.2.3. 1800-1960: MATHEMATISCH OPTIMALE LOESUNG . 47 4.1.2.4. NACH 1960: BERUECKSICHTIGUNG VON MINDEST QUERSCHNITT UND DOP PELTEM EIGENWERT . 50 4.1.2.5. ZUSAMMENFASSUNG UND OFFENE FRAGESTELLUNGEN . 52 4.1.3. ERGAENZENDE EIGENE UNTERSUCHUNGEN . 53 4.1.3.1. PLAUSIBILITAETSUEBERPRUEFUNG DER LITERATURANGABEN . 53 4.1.3.2. EINFLUSS EINER ELASTISCHEN EINSPANNUNG . 57 4.1.3.3. EINFLUSS EINER IMPERFEKTION . 58 4.1.3.4. EINFLUSS EINES NICHTLINEAREN MATERIAL VERHALTENS . 60 4.2. EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN - VOR VERSUCHE AN STUETZEN MIT KONSTANTEM QUERSCHNITT . 61 4.2.1. ZIELSETZUNG UND UEBERSICHT DES VERSUCHSPROGRAMMS . 61 4.2.2. RANDBEDINGUNGEN . 62 4.2.2.1. AUFBAU UND HERSTELLUNG DER VERSUCHSKOERPER . 62 4.2.2.2. MATERIALEIGENSCHAFTEN . 63 4.2.2.3. VERSUCHSAUFBAU UND -DURCHFUEHRUNG . 63 4.2.3. VERSUCHSERGEBNISSE . 64 4.2.3.1. VERSAGENSLASTEN . 64 4.2.3.2. VERSAGENS VOR GANG . 67 4.2.4. AUSWERTUNG . 68 4.2.4.1. LITERAT URVERGLEICH . 68 4.2.4.2. VERSUCHSNACHRECHNUNG . 70 4.2.4.3. SCHLUSSFOLGERUNGEN . 72 4.3. EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN - VERSUCHE AN OPTIMIERTEN STUETZEN . 72 4.3.1. ZIELSETZUNG UND UEBERSICHT DES VERSUCHSPROGRAMMS . 72 4.3.2. RANDBEDINGUNGEN . 73 4.3.3. UEBERPRUEFUNG DES QUERSCHNITTSEINFLUSSES . 74 4.3.3.1. BESONDERE PARAMETER . 74 4.3.3.2. VERSUCHSERGEBNISSE . 75 4.3.4. UEBERPRUEFUNG DES FORMEINFLUSSES . 76 4.3.4.1. BESONDERE PARAMETER . 76 4.3.4.2. VERSUCHSERGEBNISSE . 77 4.3.5. ERGEBNISANALYSE . 78 4.3.5.1. VERFORMUNGS UND VERSAGENS VERHALTEN . 78 4.3.5.2. SPANNUNGS-DEHNUNGS-DIAGRAMME . 80 4.4. BEWERTUNG UND FAZIT . 82 5. AUSSERMITTIG BELASTETE DRUCKGLIEDER 85 5.1. THEORETISCHE UNTERSUCHUNGEN . 85 5.1.1. PROBLEMSTELLUNG UND OPTIMIERUNGSANSATZ . 85 5.1.2. OPTIMIERUNGSAUFGABE . 87 5.1.2.1. ZIELSETZUNG UND NEBENBEDINGUNGEN . 87 5.1.2.2. EINFLUSSPARAMETER - MATERIALKOMBINATION . 88 5.1.2.3. EINFLUSSPARAMETER - STATISCHES SYSTEM . 89 II INHAL TSVERZEICHNIS 5.1.3. BESCHREIBUNG DER DURCHGEFUEHRTEN OPTIMIERUNGSMETHODE . 90 5.1.3.1. AUSWAHLKRITERIEN ZUR FESTLEGUNG DER REFERENZ . 90 5.1.3.2. TEILSCHRITTE DER FORMOPTIMIERUNG . 91 5.1.3.3. ERGEBNISBEWERTUNG . 92 5.1.4. EXEMPLARISCHE ANWENDUNG DER OPTIMIERUNGSMETHODE . 93 5.1.4.1. LASTFAELLE UND NEBENBEDINGUNGEN . 93 5.1.4.2. FESTLEGUNG DER REFERENZ . 93 5.1.4.3. FORMOPTIMIERUNG . 94 5.1.4.4. BEWERTUNG . 96 5.1.5. AUSBLICK . 96 5.2. EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN . 97 5.2.1. ZIELSETZUNG UND UEBERSICHT DES VERSUCHSPROGRAMMS . 97 5.2.2. RANDBEDINGUNGEN . 98 5.2.2.1. AUFBAU UND HERSTELLUNG DER VERSUCHSKOERPER . 98 5.2.2.2. MATERIALEIGENSCHAFTEN . 99 5.2.2.3. VERSUCHSAUFBAU UND -DURCHFUEHRUNG . 99 5.2.2.4. MESSKONZEPT . 100 5.2.3. UEBERBLICK DER VERSUCHSERGEBNISSE . 101 5.2.3.1. VERSAGENSLASTEN . 101 5.2.3.2. VERSAGENSVORGANG . 102 5.2.4. EXEMPLARISCHE ANALYSE DER MESSERGEBNISSE . 103 5.2.4.1. AUSWAHLKRITERIUM . 103 5.2.4.2. SPANNUNGS-DEHNUNGS-DIAGRAMME . 103 5.2.4.3. VERFORMUNGS VERHALTEN . 106 5.3. AUSWERTUNG . 107 5.3.1. VERSUCHSNACHRECHNUNG . 107 5.3.2. DARSTELLUNG IM MOMENTEN-NORMALKRAFT-INTERAKTIONSDIAGRAMM . 109 5.3.3. BEWERTUNG UND FAZIT . 110 6. SCHLUSSBEMERKUNGEN 113 6.1. ZUSAMMENFASSUNG . 113 6.2. FAZIT UND AUSBLICK . 115 LITERATURVERZEICHNIS 117 A. VERSUCHSDOKUMENTATION VORWIEGEND NORMALKRAFTBEANSPRUCHTER DRUCK GLIEDER A 1 A.L. VERMESSUNG DER EINGESPANNTEN STUETZEN . AL A.2. BETONKENNWERTE . A 3 A.3. SCHAL UND MESSSTELLENPLAENE . A 7 A.4. ERGEBNISSE DER DEHNUNGSMESSUNGEN . A10 A.5. VERVORMUNGSVERHALTEN NACH ERREICHEN DER MAXIMALLAST FUER R-E-2-2 . A 16 B. VERSUCHSDOKUMENTATION AUSSERMITTIG BELASTETER DRUCKGLIEDER B 1 B.L. SCHAL UND BEWEHRUNGSPLAN . B 2 B.2. VERMESSUNG DER STUETZEN . B 3 B.3. MATERIALKENNWERTE . B 4 B.4. VERSUCHSAUFBAU . B 6 B.5. MESSSTELLENPLAN . B 6 B.6. ERGEBNISSE DER DEHNUNGS UND VERFORMUNGSMESSUNGEN . B 8 B.7. VERSUCHSNACHRECHNUNG - VERGLEICH DER BETONDEHNUNGEN . B15 III
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