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Nichtlineare Strukturmechanik

Thematik

Die Tragsysteme im Bauingenieurwesen setzen sich aus unterschiedlichen Strukturelementen mit gerader Achse (Stab, Balken) oder ebener Fläche (Scheibe, Platte, Faltwerk) sowie mit gekrümmten Achse (Bogen) oder gekrümmten Flächen (Schale) zusammen. Die vereinfachte Betrachtung einer linearen Modellierung, wie sie im Bachelorstudium gelehrt wird, ist zur Erfassung des komplexen Tragverhaltens in vielen Fällen nicht ausreichend.

Die Vorlesung Nichtlineare Strukturmechanik behandelt die Mechanismen des plastischen Tragverhaltens bei Stabtragwerken. Daraus leitet sich die Fließgelenktheorie z.B. im Stahl- oder Stahlbetonbau ab. Dazu gehören die Vorhersage der Traglast sowie die nachgeschalteten Effekte wie bleibende Verformung und Restspannung. Die Modellierung von Fließgelenken in Statikprogrammen erlaubt auch die Berechnung der Traglast nach Theorie II. Ordnung. Im Zuge dessen wird die Problematik von Stabilitätsversagen im Hochbau vertieft. Weiterhin wird das klassische Verfahren der Kraftdichtemethode besprochen und numerisch umgesetzt. Abschließend werden Balken veränderlicher Höhe theoretisch und innhalb der FEM besprochen.

Lehrinhalte

  • Fließzone im Balken
  • Plastische Querschnittsreserve, Interaktion von Schnittgrößen
  • Fließgelenktheorie
  • Systemreserve
  • Schrittweise Bestimmung der Traglast
  • Invarianz der Traglast
  • Traglastsätze
  • Entlastung, Restspannungen
  • Modellierung von FG in Statikprogrammen
  • Kraftdichtemethode zur Formfindung von Seilnetzen
  • Balken veränderlicher Höhe (Vouten)

Begleitendes Material

Die Vorlesungsunterlagen werden im Moodle-Arbeitsraum BMSD-NLSM zur Verfügung gestellt.

Studiengang

Die Veranstaltung richtet sich an Studierende des Masterstudiengangs Bauingenieurwesen im 3. Semester.

Prüfungsangelegenheiten: WPF-Katalog Master Bauingenieurwesen, <4 09 21> (Nichtlineare Strukturmechanik)