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Weimar Open Access

Bemessung der Lager und Pfeiler einer fünffeldrigen zweistegigen vorgespannten Plattenbalkenbrücke in Massivbauweise; Analyse der Einwirkungen, der Kräfte und Bewegungen in den Lagerungspunkten sowie der Lager und Pfeiler;

Der junge Beton ist durch thermische und hygrische Einwirkungen sowie die Entwicklung der Festigkeitseigenschaften und die Relaxation der Zwangsspannungen gekennzeichnet. Ziel der Arbeit ist es, ausgehend vom Materialverhalten eine Strategie zur wirlichkeitsnahen Berechnung von Spannungen in jungen Betonbauteilen infolge von Temperaturfeldern zu entwickeln. Die Berechnungsergebnisse wurden für die Temperatur mit Versuchen im Labor und in situ verifiziert; für die Spannung wurde die Überprüfung der Berechnung mit Hilfe von Versuchen im Labor durchgeführt. Am Beispiel eines Hochofenfundamentes wurde zur Minimierung der Beanspruchungen der Einfluss der Betonrezeptur und der Herstellungstechnologie auf die Temperatur und Spannung des Bauteils untersucht. Anschließend wurde daraus der Einfluss der Erhärtung auf die Materialfelder im Querschnitt beurteilt. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur rechnerischen Lösung von therm! ischen und mechanischen Problemen des jungen Betons.

An der Professur Verkehrsbau der Bauhaus-Universität Weimar wurde ein Lagermodell für das FE-Programm ANSYS entwickelt. Die Zielsetzung hierbei ist die Verkürzung von Rechenzeiten bei der Tragwerkssimulation. Anliegen dieser Arbeit ist es, dass bestehende Lagermodell auf seine Funktionsfähigkeit zu überprüfen und die Auswirkungen des Modells auf ein ausgewähltes Tragwerk aufzuzeigen. Zum besseren Verständnis und zur besseren Deutung der Ergebnisse wird ein möglichst einfaches statisches System gewählt. Das System besteht aus einem 20 m langen Überbau, der im ersten Drittelspunkt durch eine 15 m hohe Stütze unterstützt wird. Zwischen Überbau und Stütze befindet sich das Lager. Am Fuß der Stütze wird ein Baugrundmodell angesetzt, welches die Gründung der Stütze darstellen soll. In das Lagermodell sind charakteristische Eigenschaften sowie auch noch vereinfachte Berechnungsansätze eines bewehrten Elastomerlagers implementiert. Im einzelnen sind dies, neben einer linearen Vertikal- und Verdrehsteifigkeit, eine vom Verschiebungswinkel abhängige nichtlineare Schubsteifigkeit und geometrische Nichtlinearitäten. Die geometrischen Nichtlinearitäten sind einerseits vom Verdrehwinkel des Lagers abhängige Kräfte aus Horizontal- und Vertikalbelastung und andererseits Momente, die aus der Exzentrizität der Belastungen am Lager hervorgerufen werden. In dieser Arbeit werden die Auswirkungen der geometrischen Nichtlinearitäten des Lagers näher betrachtet. Für die Untersuchung der nichtlinearen Schubsteifigkeit ist eine andere Geometrieform des Tragwerkes nötig, so dass eine Untersuchung im Rahmen dieser Arbeit nicht möglich ist.

Ziel dieser Diplomarbeit war es unter Verwendung von Messwerten und mathematischen Grundlagen eine Ermittlung der Tragfähigkeit vorhandener Straßenkonstruktionen. Ausgangspunkt waren Messungen auf zwei verschiedenen Strecken (L 2141 Andisleben-Dachwig, L1042 Gierstedt-Kleinfahner). Die Messungen wurden jeweils mit dem Benkelmannbalken und dem Falling-Weight-Deflectometer vorgenommen. Beide Verfahren unterscheiden sich durch die Art der Lateintragung. Die Lasteintragung erfolgt mit dem Benkelmannbalken statisch und mit dem Falling-Weight-Deflectometer dynamisch. Daraus folgt, dass die aus den Einsenkungswerten ermittelten E-Module mittels Benkelmannbalken statische E-Module und mittels Falling-Weight-Deflectometer. dynamische E-Module sind. Der E-Modul einer Schicht ist ein Maß für den Verformungswiderstand einer Straßenkonstruktion. Jede Straßenkonstruktion weist ein kompliziertes Verformungsverhalten auf. Betonstraßen besitzen in der Regel größere E-Module als Asphaltstraßen, die sich aber viskoelastisch und viskoplastisch verformen können. Der E-Modul einer Schicht ist auch von der jeweiligen Schichthöhe abhängig. Grundsätzlich gilt, je mehr Einsenkungswerte von einer Straßenkonstruktion zur Verfügung stehen, desto genauer fallen die Beurteilungen hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit aus. Die mathematische Ermittlung der Tragfähigkeit einer Straßenkonstruktion erfolgt über die Festlegung eines mathematischen Modells. Es wurden verschiedene Modelle untersucht. Das einfachste Modell zur Beschreibung einer Straßenkonstruktion ist der elastisch- isotrope Halbraum, wobei der gesamte Straßenkörper durch einen einzigen E-Modul beschrieben wird. Eine wesentlich exaktere Beschreibung einer Straßenkonstruktion ist das Zweischichtensystem. In diesem System wird der bituminöse Aufbau mit der Schichtdicke h und dem E-Modul E1 gekennzeichnet und die Unterlage (Frostschutzschicht und Untergrund zusammengefasst) mit dem E-Modul E2 beschrieben. Das Zweischichtensystem hat den Vorteil, dass ein erkennbarer E-Modul Sprung zwischen der gebundenen Schicht (E1) und der ungebundnen Schicht (E2) entsteht. Ein drei oder mehrschichtiges System hier anzuwenden ist sehr schwierig, da dieses nicht eindeutig bestimmt ist. Das Zweischichtensystem ist eindeutig bestimmt und liefert genügend gute Ergebnisse, um die Tragfähigkeit zu beschreiben.