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Statik und Dynamik 2: Computerorientierte Statik und Dynamik

Thematik

Theoretische Hintergründe sowie die Anwendung numerischer Methoden in der Baustatik stehen im Fokus. Mit dem VV/DV wird die Steifigkeit einer Struktur sowie deren Einwirkung in ein lineares Gleichungssystems abgebildet und als Basis numerischer Methoden in der Baustatik vorgeführt. Die erforderliche Erweiterung der Numerik bis hin zur kommerziellen Softwareanwendung wird anhand des Gleichgewichts am verformten System näher behandelt. Daraus leiten sich wichtige Richtlinien zur Handhabung von Statikprogrammen ab, was auf Anforderungen in der Praxis vorbereitet. Dazu gehört auch der Umgang mit zeitabhängiger Belastung, welche das Tragwerk in Schwingung versetzt. Mit Hilfe der modalen Analyse lassen sich in den meisten Anwendungen Aussagen zur Dynamik der Tragwerke sowie zu erforderlichen Maßnahmen treffen. Der Näherungscharakter und die Grenzen der linearen Schwingungstheorie werden aber auch anhand nichtlinearer Einflüsse besprochen.

Lehrinhalte

  • Verschiebungsgrößenverfahren (VV) und Drehwinkelverfahren (DV) nach Theorie I. Ordnung
  • Lastfälle im VV/DV
  • Anwendung kommerzieller Software in der Baustatik
  • Kopplung von Lastfällen und Superkombination, einhüllende Schnittgrößenverläufe
  • Richtlinien zur Erstellung prüffähiger Statik
  • Kontrolle numerischer Ergebnisse
  • DV nach Theorie II. Ordnung
  • Ansatz von Imperfektionen
  • Statische Stabilitätsuntersuchung, kritische Last, Determinantenbeobachtung
  • Schwingungsproblematik in Bauwerken: Gebrauchstauglichkeit/Tragfähigkeit
  • Fourier-Analyse zeitabhängiger Belastung
  • Dynamische Erregung von Tragwerken durch Wind und Erdbeben
  • Lineare Schwingung mit mehreren Freiheitsgraden, modale Analyse
  • Anwendung kommerzieller Software zur modalen Analyse
  • Erzwungene Schwingung durch Maschinen, Hoch/Tiefabstimmung von Tragwerken
  • Ursachen und Behandlung nichtlinearer Schwingung

Begleitendes Material

Die Vorlesungsunterlagen werden im Moodle-Arbeitsraum BMSD-SD2 zur Verfügung gestellt.

Studiengang

Die Veranstaltung richtet sich an Studierende des Bachelorstudiengangs Bauingenieurwesen im 4. Semester.

Prüfungsangelegenheiten: Modulhandbuch Bachelor Bauingenieurwesen, Modul 313 B (Statik und Dynamik 2)