Bøker av Stefan Kolling

Inhaltsangabe:Einleitung: In dieser Arbeit wird ein räumliches Finite-Elemente Konzept zur Berechnung von Rahmenecken und Stößen mit biegesteifen Stirnplattenanschlüssen entwickelt. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Näherungsverfahren, die auf einfache Schraubengeometrien und einachsige Biegung eingeschränkt sind, besteht hier die Möglichkeit, die Konstruktion auf mehrachsige Biegung hin zu untersuchen. Als Verbindungsarten werden sowohl Schweiß- als auch Schraubenkonstruktionen berücksichtigt. Die Walzprofile werden im Bereich des Stoßes mit linear-elastischen respektive elastisch-plastischen Schalenelementen, die Schrauben und der Kontaktbereich mit hierfür speziell entwickelten dreidimensionalen Stab/Kontaktelementen diskretisiert. Im Falle hochfest vorgespannter Schraubenverbindungen wird die Vorspannkraft als thermische Beanspruchung in das System eingebracht. Für die elastisch-plastische Berechnung wird ein bilineares Materialgesetz für die Schrauben eingebunden. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis: 1.Allgemeines10 1.1Konstruktive Grundlagen10 1.2Schweißverbindungen bei Rahmenecken12 1.3Schraubenverbindungen im Stahlhochbau14 2.Analytische Methoden17 2.1Bündige Stirnplattenanschlüsse18 2.2überstehende Stirnplattenanschlüsse22 3.Numerische Methoden24 3.1Schwache Form des Gleichgewichts25 3.2Schraubenelement29 3.2.1Vorspannung30 3.2.2Materialgesetz32 3.2.3Plastizitätsmodell34 3.2.4FE-Formulierung41 3.2.5Konvergenzstudie46 3.3Schalenelement47 3.3.1FE-Modell zum Diskretisieren der Träger47 3.3.2Aufteilung der Lasten48 3.3.3Konvergenzstudie54 3.4Kontaktkinematik61 3.4.1Penalty-Methode63 3.4.2FE-Formulierung65 4.Das Programm ST-Platte70 4.1Das Hauptmenü71 4.2Untermenü Datei72 4.2.1Laden einer bereits erstellten Datei73 4.2.2Der Editor74 4.3Profilwahl76 4.4FE-Netz78 4.4.1Netzteilung78 4.4.2Belastungsdaten79 4.5Verbindungsmittel80 4.5.1Wahl der Schrauben80 4.5.2Geometriedaten81 4.6Analytische Berechnung83 4.7FE-Berechnung mit FEAP83 4.8Info84 5.Anwendungen85 5.1Stützenfuß85 5.1.1System und Belastung85 5.1.2FE-Analyse86 5.2Durchlaufträger89 5.2.1System und Belastung89 5.2.2Schnittgrößen90 5.2.3FE-Analyse91 5.2.4Nachweis der Gebrauchsfähigkeit93 5.2.5Traglastberechnung93 5.2.6Weitere Ergebnisse94 5.3Rahmentragwerk95 5.3.1System und Belastung95 5.3.2Schnittgrößen96 5.3.3Ergebnisse der FE-Analyse100 5.4Geschraubte Rahmenecke105 5.4.1System und Belastung105 5.4.2Ergebnisse der [¿]

Inhaltsangabe:Problemstellung: Viele der heute in Betrieb befindlichen Brückenkonstruktionen wurden vor 50 bis 100 Jahren oder sogar noch früher erstellt. Diese Brücken auf ihre weitere Nutzung hin zu untersuchen, insbesondere dann, wenn tragende Elemente mit Rissen behaftet sind, ist Gegenstand zahlreicher Forschungsprojekte. Diese Arbeit soll zum einen einen Überblick über die im Stahlhochbau neuen Theorien zur Behandlung rißbehafteter Bauteile geben, und zum anderen anhand eines Anwendungsbeispiels die praktische Handhabung der bruchmechanischen Gesetze bezüglich der häufig verwendeten Baustähle St 37 (S235) und St 52 (S355) zeigen, wobei sowohl das Konzept der Spannungsintensität der linear- elastischen Bruchmechanik, als auch das J- Integralkonzept der nichtlinearen Bruchmechanik zum Einsatz kommt. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis: I.Mathematische Grundlagen1 1.1Vektoranalysis1 1.1.2Vektorielle Darstellung einer Funktion1 1.1.3Differentiation eines Vektors nach einem Parameter2 1.1.4Feldtheorie4 1.1.4.1Das skalare Feld und sein Gradient4 1.1.4.2Das Vektorfeld, seine Rotation und Divergenz5 1.1.5Das Bogendifferential7 1.1.6Linien- oder Kurvenintegrale8 1.1.7Die Integralsätze von Gauß und Stokes für die Ebene10 1.2Stochastik12 1.2.1Theoretische Zusammenhänge einer Wahrscheinlichkeitsverteilung12 1.2.2Die Gauß`sche Normalverteilung14 1.2.3Die Extremwert Typ III- Verteilung16 1.3Verzeichnis zitierter Literatur18 II.Werkstoffmechanische Grundlagen19 2.1Die Festkörper - Eigenschaften des Stahls19 2.1.1Versetzungstheorie19 2.1.2Ermittlung der Versetzungsdichte21 2.1.3Das Modell der Frank- Read- Quelle22 2.2Das Festigkeitsverhalten von Stahl23 2.2.1Das Spannungs - Dehnungs - Diagramm23 2.2.2Gleitlinien beim Zugversuch24 2.2.3Cotrell- Wolken25 2.2.4Die Hall- Petch- Beziehung25 2.3Das Bruchverhalten von Stahl26 2.4Zusammenfassung der Stahlprüfungen27 2.5Verzeichnis zitierter Literatur28 III.Grundlagen aus der technischen Mechanik29 3.1Spannungen und Dehnungen29 3.1.1Der Begriff der Spannung29 3.1.2Der Spannungstensor29 Das Symmetrieverhalten des Spannungstensors31 3.1.3Der ebene Spannungszustand (ESZ)32 3.1.4Der ebene Verzerrungszustand (EVZ)32 3.2Fließspannungshypothese nach Huber, v. Mises und Henckey34 3.2.1Die zweite Invariante des Spannungsdeviators34 3.2.2Die Oktaederschubspannung37 3.2.3Die elastische Gestaltänderungsenergie37 3.3Mehrachsigkeit38 3.4Verzeichnis zitierter [¿]