Entwicklung eines FE-Konzeptes zur Berechnung von Stirnplattenanschlüssen unter mehrachsiger Biegung
- Art: Diplomarbeit
- Autor: Stefan Kolling
- Abgabedatum: April 1998
- Umfang: 127 Seiten
- Dateigröße: 8,6 MB
- Note: 1,0
- Institution / Hochschule: Technische Universität Darmstadt Deutschland
- ISBN (eBook): 978-3-8324-4447-1
-
ISBN (Paperback) :
978-3-8324-4447-1 P - ISBN (CD) :978-3-8324-4447-1 CD
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Kolling, Stefan April 1998: Entwicklung eines FE-Konzeptes zur Berechnung von Stirnplattenanschlüssen unter mehrachsiger Biegung, Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: Finite Elemente, Rahmenecken, Stahlbau, Stirnplatten
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Diplomarbeit von Stefan Kolling
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:
| 1. | Allgemeines | 10 |
| 1.1 | Konstruktive Grundlagen | 10 |
| 1.2 | Schweißverbindungen bei Rahmenecken | 12 |
| 1.3 | Schraubenverbindungen im Stahlhochbau | 14 |
| 2. | Analytische Methoden | 17 |
| 2.1 | Bündige Stirnplattenanschlüsse | 18 |
| 2.2 | überstehende Stirnplattenanschlüsse | 22 |
| 3. | Numerische Methoden | 24 |
| 3.1 | Schwache Form des Gleichgewichts | 25 |
| 3.2 | Schraubenelement | 29 |
| 3.2.1 | Vorspannung | 30 |
| 3.2.2 | Materialgesetz | 32 |
| 3.2.3 | Plastizitätsmodell | 34 |
| 3.2.4 | FE-Formulierung | 41 |
| 3.2.5 | Konvergenzstudie | 46 |
| 3.3 | Schalenelement | 47 |
| 3.3.1 | FE-Modell zum Diskretisieren der Träger | 47 |
| 3.3.2 | Aufteilung der Lasten | 48 |
| 3.3.3 | Konvergenzstudie | 54 |
| 3.4 | Kontaktkinematik | 61 |
| 3.4.1 | Penalty-Methode | 63 |
| 3.4.2 | FE-Formulierung | 65 |
| 4. | Das Programm ST-Platte | 70 |
| 4.1 | Das Hauptmenü | 71 |
| 4.2 | Untermenü Datei | 72 |
| 4.2.1 | Laden einer bereits erstellten Datei | 73 |
| 4.2.2 | Der Editor | 74 |
| 4.3 | Profilwahl | 76 |
| 4.4 | FE-Netz | 78 |
| 4.4.1 | Netzteilung | 78 |
| 4.4.2 | Belastungsdaten | 79 |
| 4.5 | Verbindungsmittel | 80 |
| 4.5.1 | Wahl der Schrauben | 80 |
| 4.5.2 | Geometriedaten | 81 |
| 4.6 | Analytische Berechnung | 83 |
| 4.7 | FE-Berechnung mit FEAP | 83 |
| 4.8 | Info | 84 |
| 5. | Anwendungen | 85 |
| 5.1 | Stützenfuß | 85 |
| 5.1.1 | System und Belastung | 85 |
| 5.1.2 | FE-Analyse | 86 |
| 5.2 | Durchlaufträger | 89 |
| 5.2.1 | System und Belastung | 89 |
| 5.2.2 | Schnittgrößen | 90 |
| 5.2.3 | FE-Analyse | 91 |
| 5.2.4 | Nachweis der Gebrauchsfähigkeit | 93 |
| 5.2.5 | Traglastberechnung | 93 |
| 5.2.6 | Weitere Ergebnisse | 94 |
| 5.3 | Rahmentragwerk | 95 |
| 5.3.1 | System und Belastung | 95 |
| 5.3.2 | Schnittgrößen | 96 |
| 5.3.3 | Ergebnisse der FE-Analyse | 100 |
| 5.4 | Geschraubte Rahmenecke | 105 |
| 5.4.1 | System und Belastung | 105 |
| 5.4.2 | Ergebnisse der FE-Analyse | 106 |
| 5.4.3 | Nachweis der Schrauben | 112 |
| 6. | Zusammenfassung und Ausblick | 113 |
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Link zur Arbeit:
http://www.diplom.de/ean/9783832444471
Arbeit zitieren:
Kolling, Stefan April 1998: Entwicklung eines FE-Konzeptes zur Berechnung von Stirnplattenanschlüssen unter mehrachsiger Biegung, Hamburg: Diplomica Verlag
Schlagworte:
Finite Elemente, Rahmenecken, Stahlbau, Stirnplatten
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