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Zur Tragwerksanalyse bzw. zu Tragfähigkeits- und Bemessungsaufgaben dienen Betrachtungen an ausgewählten Querschnitten der Tragelemente. Besonders interessieren Normalspannungs- und Dehnungsverteilungen sowie Grenzbeanspruchungsniveaus und Grenzkapazitäten am Querschnitt. Die statische Wirksamkeit von Verbundquerschnitten basiert auf Verbundwirkung zwischen Querschnittsanteilen unterschiedlicher Materialeigenschaften (z.B. Verbundbau) oder unterschiedlicher Zeitpunkte ihrer statischen Mitwirkung (z.B. nachträgliche Querschnittsergänzungen). Hierbei kommt es häufig zu Fehlinterpretationen des prinzipiellen Tragverhaltens. In der vorliegenden Arbeit werden numerische Berechnungsmodelle zur Querschnittsanalyse vorgestellt und das Tabellenkalkulationsprogramm MS EXCEL zur Lösung der iterativen Berechnungsalgorithmen genutzt. Betrachtet werden Querschnitte üblicher Konstruktionen des Massiv-, Stahl- und Verbundbaus (Baustahl-Beton) unter ein- oder zweiachsiger Biegebeanspruchung und Normalkraft. Zur annähernden Erfassung des realen Tragverhaltens zu ausgewählten Zeitpunkten sind nichtlineare Spannungs-Dehnungs-Beziehungen der Materialien, Vordeformationen von einzelnen Querschnittsanteilen, nachträgliche Ergänzungen zu neuen statisch wirksamen Verbundquerschnitten sowie Rissbildungsmodelle im Beton berücksichtigt. Die im Rahmen dieser Arbeit entstandene programmtechnische Umsetzung „VerbQ“ (auf Basis von MS EXCEL und MS VISUAL BASIC) wurde anhand von Beispielrechnungen vorgestellt und erläutert.
An einer Tensegrity-Struktur wurden experimentell-rechnerische Untersuchungen durchgeführt. Der Zoo Rostock plant den Bau einer neuen Voliere mit einer Tensegrity-Struktur. Die Form wurde von Dr. Veit Bayer, Bauhaus-Uni Weimar und Klaus Wagnener, PWP-Berlin entwickelt. Berechnungsalgorithmen nach Skelton wurden in der FE-Software SLang, Bauhaus-Uni Weimar von Dr. Veit Bayer implementiert. Mit diesen Algorithmen kann der Vorspannzustand von Tensegrity-Strukturen bestimmt werden und eine geometrisch nicht-lineare Berechnung erfolgen. Um die Berechnungen zu überprüfen, wurde ein 1:5 Modell der Voliere berechnet und erstellt. An diesem wurden Belastungsversuchen durchgeführt und Kräfte und Verformungen gemessen. Die Seilkräfte wurden mit Hilfe der ersten Eigenfrequenz gemessen, die Verformungen mit einem Tachymeter aufgezeichnet. Die Ergebnisse wurden zur Verfizierung der Berechnungsalgorithmen verwendet. Mit der Software SLang wurden Berechnungsmodelle erstellt, um das Versuchsmodell abzubilden. Die experimentellen Ergebnisse wurden mit berechneten Werten verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass mit den implementierten Algorithmen eine Berechnung von Tensegrity-Strukturen möglich ist.
Mit der Einführung des semiprobabilistischen Sicherheitskonzeptes im Bauwesen wurden auch die Berechnungs- und Nachweisgrundlagen für Brücken neu definiert. Für die praktische Anwendung auf nationaler Ebene und die Präzisierung der Festlegungen des EC’s wurde ein ARS mit konsistenten Regeln zur Ermittlung von Kräften und Verformungen für Brückenlager erstellt. Schwerpunkt der Arbeit ist die Ermittlung von Kräften und Verformungen an stahlbewehrten Elastomerlagern nach den Normengrundlagen der DIN 1072 und des DIN-Fachbericht 101 (in Erweiterung durch den Entwurf des ARS vom 25.07.2005) an einem komplexen Spannbeton-Brückentragwerk, um einen Normenvergleich bezüglich des Sicherheitsniveaus anstellen zu können. Die Berechnungen wurden unter Verwendung des FE-Programmsystems ANSYS am nichtlinearen, komplexen Gesamtsystem durchgeführt. Im Vorfeld erfolgte dazu ein grundlegender Vergleich der Sicherheitskonzepte, der Lastannahmen und maßgebenden Lastfallkombinationen. Für die Windlastannahmen wurden die aktuellen Regelungen der DIN 1055-4 (2005-03) und der EN 1991-1-4 (2005-07) angewandt. Für die Vorbemessung und Nachweise des Spannbeton-Überbaus wurde ein InfoCAD-FE-Modell genutzt. Resultierend in der Lagerdimensionierung wurde anhand der Untersuchungsergebnisse die Vergleichsanalyse des jeweils erreichbaren Sicherheitsniveaus durchgeführt. Unter der betrachteten Bemessungssituation ist das erreichte Sicherheitsniveau nach neuer Normung vergleichbar mit dem des bisherigen Erfahrungsbereiches der DIN 1072.