Matthias Krauß - Finite-Elemente-Methoden im Stahlbau

5 Kapitel 5Bild 5.1 Schnittgrößen mit Lastangriff im Schwerpunkt S und Schubmittelpunkt M (...Bild 5.2 Abgeminderte Streckgrenzen red fy infolge von SchubspannungenBild 5.3 Wirksame Schubflächen Av für Vz bei WalzprofilenBild 5.4 Querschnitte für vereinfachte Nachweise nach der Plastizitätstheorie in...Bild 5.5 Beispiel zur Aufteilung in vier Beanspruchungsfälle und Ergebnisse für ...Bild 5.6 Einfeldträger mit KragarmBild 5.7 Eigenformen für den Träger in Bild 5.6Bild 5.8 Zum Nachweis mit dem ErsatzimperfektionsverfahrenBild 5.9 ZweifeldträgerBild 5.10 Berechnungsergebnisse für den Zweifeldträger in Bild 5.9Bild 5.11 Schrittweise elastische Berechnung für den Zweifeldträger in Bild 5.9Bild 5.12 Berücksichtigung von Fließgelenken bei FE-BerechnungenBild 5.13 Träger mit elastischer Zwischenstützung und BerechnungsergebnisseBild 5.14 Tragwerksberechnung für den Zweifeldträger mit Wegfeder und Fließgelen...Bild 5.15 UPE-Träger mit planmäßiger Biegung und TorsionBild 5.16 Berechnungsgebnisse für den UPE-TrägerBild 5.17 Statisches System des Kranbahnträgers mit Einteilung in finite Element...Bild 5.18 Vertikale Verschiebung wMBild 5.19 Horizontale Verschiebungen vM der Schubmittelpunktsachse und vOKS der ...Bild 5.20 Maßgebende Laststellung und Ausnutzung des Kranbahnträgers für die Ein...Bild 5.21 Elastisch eingespannte Rohrstütze mit geom. ErsatzimperfektionenBild 5.22 Stütze mit Lasten und Schnittgrößen nach Theorie I. OrdnungBild 5.23 Eigenform der Stütze in Bild 5.22Bild 5.24 Verzweigungslastfaktor und Ausnutzung für die drei StabilitätsfälleBild 5.25 Giebelwandstütze mit Druckkräften und Windlasten in y- und z-RichtungBild 5.26 Schnittgrößen N, My, Mz und Mω für die Stütze in Bild 5.25 sowie Ausnu...Bild 5.27 Eigenformen für die Stütze in Bild 5.25Bild 5.28 Ergebnisse mit dem Ersatzimperfektionsverfahren für v0 = +4,0 cm (oben...Bild 5.29 Ergebnisse mit dem Ersatzimperfektionsverfahren für v0 = +4,0 cm (oben...Bild 5.30 Ebener Dachbinder einer HalleBild 5.31 Knickbiegelinie und Druckkraftverlauf im Untergurt für Windsog und stä...Bild 5.32 Stahlkonstruktion der Flugzeughalle [35]Bild 5.33 Konstruktionselemente der Flugzeughalle [35]Bild 5.34 Biegedrillknicken eines Torträgerbereiches im Bauzustand [35]Bild 5.35 Zweigelenkrahmen mit ZwischenbühneBild 5.36 Schnittgrößen und Querschnittsausnutzung für das System in Bild 5.35Bild 5.37 Ersatzsystem des RiegelsBild 5.38 Elementeinteilung des Riegels und EigenformenBild 5.39 Ersatzsystem der StützeBild 5.40 Zweistöckiger Rahmen mit drei StielenBild 5.41 Rahmen mit Belastungen und Schrägstellung der Stützen MaßeBild 5.42 Riegel-Stützen-Verbindungen und Momenten-Rotations-VerhaltenBild 5.43 FE-Berechnungsmodell für den RahmenBild 5.44 Schnittgrößen und Querschnittsausnutzung des Rahmens in Bild 5.43Bild 5.45 Eigenform des Rahmens in Bild 5.43Bild 5.46 Ersatzsysteme für Rahmenriegel und StieleBild 5.47 Querschnittsausnutzung bei der Berechnung des ebenen Rahmens unter der...Bild 5.48 Ansicht der Stabbogenbrücke über den Datteln-Hamm-KanalBild 5.49 Querschnitt der untersuchten StabbogenbrückeBild 5.50 FE-Modellierung des Haupttragwerks und Knickbiegelinie (1. Eigenwert)Bild 5.51 Seitliches Ausweichen der Bögen und Rückstellkräfte durch die HängerBild 5.52 Stahlkonstruktion eines Silodachs nach [36]Bild 5.53 Statisches System des Dachträgers für die Biegedrillknickuntersuchung ...Bild 5.54 Eigenformen und plastische QuerschnittstragfähigkeitBild 5.55 Eigenform der Dachkonstruktion [36]Bild 5.56 Normalkräfte in umlaufenden Pfosten [36]Bild 5.57 Abtriebskräfte in der verformten Lage der Druckpfosten [36]Bild 5.58 Ersatzsystem nach [36]Bild 5.59 Trägerrost der Fahrbahn

6 Kapitel 6Bild 6.1 Ebene Flächentragwerke Scheiben und PlattenBild 6.2 Spannungen bei ebenen FlächentragwerkenBild 6.3 Längs- und Schubkräfte bei ScheibenBild 6.4 Querkräfte, Biegemomente und Torsionsmomente bei Platten sowie Spannung...Bild 6.5 Verschiebungsgrößen bei Platten und ScheibenBild 6.6 Lasten Fz, qz und pz bei PlattenBild 6.7 Rechenmodell für die rippenlose Krafteinleitung in I-QuerschnitteBild 6.8 Grenzkräfte der Komponenten von steifenlosen Träger-Stützen-Verbindunge...Bild 6.9 Erforderliche Beulnachweise am Beispiel einer FußgängerbrückeBild 6.10 Rechteckiges Plattenelement mit 16 Freiheitsgraden und Verformungs-, S...Bild 6.11 Platte mit einer Längs- und QuersteifeBild 6.12 Stabelemente in x- und y-Richtung mit den Knotenfreiheitsgraden zwecks...Bild 6.13 Beulfeld mit Druckspannungen σx,Ed (Druck positiv) und Schubspannungen...Bild 6.14 Beulsteifen und mittragende Blechteile sowie BezeichnungenBild 6.15 Interpolation der Abminderungsfaktoren ρ (Plattenbeulen) und χc (Stabk...Bild 6.16 Beulfeld mit einer Längssteife und Querschnittswerte der SteifeBild 6.17 Ausgesteiftes Beulfeld mit zwei LängssteifenBild 6.18 Iterative Ermittlung des 12. Eigenwerts für das in Bild 6.17 dargestel...Bild 6.19 Beulfeld aus dem Deckblech eines Transrapid-FahrwegträgersBild 6.20 Beulwert kσx für rechteckige Platten mit konstanten Randspannungen σx,...Bild 6.21 FE-Modellierung des Beulfeldes in Bild 6.19Bild 6.22 Beulfläche des Beulfeldes in Bild 6.19 beim ersten Eigenwert mit zwei ...Bild 6.23 Beulfeld mit σx = konst. und Bild 6.24 Beulflächen zum ersten (einwellig) und zweiten (zweiwellig) EigenwertBild 6.25 Stegblech einer VerbundbrückeBild 6.26 Beulflächen für das Stegblech in Bild 6.25 mit allseitig gelenkiger La...Bild 6.27 Stegblech mit hoher BiegebeanspruchungBild 6.28 Beulflächen für das Stegblech in Bild 6.27 mit allseitig gelenkiger La...Bild 6.29 Fußgängerbrücke in [32]Bild 6.30 Beulflächen für das ausgesteifte Bodenblech, Einzelfeldbeulen (links, ...Bild 6.31 Vollwandträgersteg mit LängssteifenBild 6.32 Beulfläche bei gemeinsamer Wirkung von σ und τ (1. Eigenwert, αcr = 1,...Bild 6.33 Beulfläche bei alleiniger Wirkung von σ (1. Eigenwert, αcr = 1,7994)Bild 6.34 Gesamtfeldbeulen des Stegblechs in Bild 6.31 (12. Eigenwert, nur σx, τ...Bild 6.35 Beulfläche bei gemeinsamer Wirkung von σ und τ (6. Eigenwert, αcr = 1,...Bild 6.36 Beulflächen für das Stegblech in Bild 6.31 mit Längssteifen bei y = 45...

7 Kapitel 7Bild 7.1 Zur Klassifizierung von QuerschnittenBild 7.2 Beispiel für die Reduzierung eines Querschnitts auf die Profilmittellin...Bild 7.3 Koordinatensysteme bei der Normierung Teil IBild 7.4 Ausgangspunkt für die Normierung Teil IIBild 7.5 Verwölbungen infolge primärer Torsion für ϑ′ = −1Bild 7.6 Zusammenhang zwischen den Spannungen σx und τ sowie den korrespondieren...Bild 7.7 Schubverformungen u infolge von Querkräften und sekundärer TorsionBild 7.8 Schubspannungen τzx und τxz sowie entsprechende GleitungenBild 7.9 Schubspannungen τxs in einem dünnwandigen QuerschnittBild 7.10 Schubspannungen τxs infolge Mxp in dünnwandigen Querschnitten und Verw...Bild 7.11 Zweiknotiges Querschnittselement mit den Randschubflüssen Tsxa und Tsx...Bild 7.12 Querschnittselement mit Freiwerten und RandschubflüssenBild 7.13 Knotengleichgewicht am Knoten kBild 7.14 Beispiel zur Diskretisierung dünnwandiger QuerschnitteBild 7.15 Schubspannungen infolge primärer Torsion und IT für rechteckige Quersc...Bild 7.16 Beispiele für schiefwinklige und krummlinig berandete ElementeBild 7.17 RandknotenelementeBild 7.18 Vierknotiges Element mit Knotenschubflüssen TBild 7.19 Zweidimensionales krummlinig berandetes ElementBild 7.20 Beispiel zur Transformation der Verläufe von y und z eines krummlinig ...Bild 7.21 Elemente ohne eindeutige Abbildung nach [31]Bild 7.22 Zur Bestimmung der TangentenvektorenBild 7.23 Beispiel für Elemente mit veränderlicher und konstanter Jacobi-Determi...Bild 7.24 Element mit Knotenschubflüssen und KnotenfreiheitsgradenBild 7.25 Lage der Stützstellen bei der Gauß-QuadraturBild 7.26 Fehler bei der Abbildung einer Walzausrundung mit einem 9-knotigen Ele...Bild 7.27 Zum Einfluss der Elementgeometrie auf die numerische IntegrationBild 7.28 Rechteckiges ElementBild 7.29 Einzelliger Hohlkastenquerschnitt und DiskretisierungBild 7.30 Normierte Wölbordinate in cm2Bild 7.31 Schubspannungen der primären Torsion infolge Mxp = 25000 kNcmBild 7.32 Schubspannungen in kN/cm2 infolge Vz = 500 kN, Vy = 1000 kN und Mxs = ...Bild 7.33 BrückenquerschnittBild 7.34 FE-Modell des BrückenquerschnittsBild 7.35 Normierte Wölbordinate mit und ohne Berücksichtigung der SteifenBild 7.36 Beispielhafte Diskretisierung eines Rechteckquerschnitts und normierte...Bild 7.37 Konvergenzverhalten der FE-Berechnungen am Beispiel des ITBild 7.38 Wölbwiderstand und Konvergenzverhalten der FE-BerechnungenBild 7.39 Schubspannungsverteilungen mit finiten Elementen infolge von Vz = 10 k...Bild 7.40 Normierte Wölbordinate bei zuverlässiger und reduzierter IntegrationBild 7.41 Querschnitt und Diskretisierung mit eindimensionalen ElementenBild 7.42 Normierte Wölbordinate und Querschnittswerte (eindimensionale Elemente...Bild 7.43 Schubspannungen infolge Torsion mit den eindimensionalen ElementenBild 7.44 Hauptträgheitsmomente und Querkraftschubspannungen mit eindimensionale...Bild 7.45 Diskretisierung des HEM 600 mit zweidimensionalen 9-knotigen ElementenBild 7.46 Genaue normierte Wölbordinate in cmBild 7.47 Schubspannungen infolge Torsion mit den zweidimensionalen ElementenBild 7.48 Schubspannungen infolge Querkraft mit den zweidimensionalen ElementenBild 7.49 Kranschiene A 100 und beispielhafte DiskretisierungBild 7.50 Normierte Wölbordinate ω der Schiene A 100Bild 7.51 Schubspannungen in der Schiene A 100Bild 7.52 Spannungsverteilung infolge My nach [40]Bild 7.53 Beispiel zur Berechnung der durch Schubverzerrungen beeinflussten Span...Bild 7.54 Gleitungen und Schubspannungen eines I-Querschnitts infolge Vz nach [3...Bild 7.55 Spannungsverteilungen eines I-Querschnitts infolge Vz [38]