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Die Anwendung der Methode der finiten Elemente mit nicht-linearen Last-Verformungsbeziehungen für Fragestellungen im Grundbau

Es wird das aus den USA bekannte und mit zunehmender Höhe der Hochhäuser immer häufiger angewandte Aussteifungsprinzip über in die Fassade integrierte Stockwerkrahmen, den "tubes", vorgestellt. Idealerweise werden alle Außenwände nach diesem Prinzip entworfen, so daß ein sehr steifer Hohlkasten entsteht. Gegenüber der herkömmlichen Aussteifung über innenliegende Kerne ergeben sich grosse wirtschaftliche Vorteile. Anhand von einzelnen Beispiele wird die Berechnung der Rahmen und der Aussteifung in Abhängigkeit von Gebäudehöhe und Stützenabstand gezeigt.

Über Entwurf, Planung, Konstruktion, Berechnung und Bauausführung des 100 m hohen und 300 000 m3 umfassenden Hochhauses in Essen. Das Tragwerk aus Fertigteil- und Ortbetonelementen wird erläutert. Die Gründung erfolgte teilweise auf Einzelfundamenten und im Bereich der aussteifenden Kerne auf einer elastisch gebetteten Bodenplatte.

Es wird die aufwendige Abfangkonstruktion für den Pfeiler einer Stahlbrücke der Deutschen Bundesbahn beschrieben.

Bei der Verbindung von Fussbodenplatten mit Streifenfundamenten werden infolge von unterschiedlichen Setzungen Kräfte und Momente übertragen, die insbesondere bei Gründung im Grundwasser beachtet werden müssen. Ansonsten besteht die Gefahr, daß die erforderliche Rißbreitenbeschränkung und damit die Wasserdichtigkeit nicht mehr gewährleistet ist. Auf Grundlage des Bettungszifferverfahrens wird ein Näherungsverfahren vorgeschlagen, das die Mitwirkung der Platte bei der Lastabtragung berücksichtigt.

Anhand der Nachrechnung von sieben Versuchen an Stützen unter ausmittiger Normalkraftbelastung, wobei die Normalkraft mit einer Frequenz von 333 Lastspielen je Minute (5.5 Hz) gefahren wurde, wird ein vom Autor früher angegebenes Verfahren für die Bestimmung der Ermüdungsfestigkeit verifiziert.

Mit Hilfe des finiten-Elemente-Verfahrens wurde unter Verwendung eines nichtlinearen Werkstoffgesetzes das Tragverhalten eines Plattenbalkenquerschnitts im gerissenen Zustand untersucht. Insbesondere wurde in mehreren Iterationsschritten das Last-Verformungsverhalten unter allmählicher Laststeigerung erforscht, mit dem Ziel die Rißbildung und damit die Umlagerung auf ungerissene Querschnittsbereiche nachvollziehen zu können.

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Berichtet wird über die Anwendung der Methode der finiten Elemente bei der Ermittlung des Spannungszustandes infolge einer Hohlraumerstellung (Tunnel) mit Berücksichtigung eines nicht-linearen Materialverhaltens des Gebirges.

Umfassende Darstellung der Gründung von Bauwerken auf Schottersäulen in bindigen Böden. Es werden der Tragmechanismus, Versagensarten, die Herstellung der Schottersäulen und die Vor-und Nachteile gegenüber anderen Gründungsvarianten aufgezeigt.

Vorstellung eines elasto-visko-plastischen Stoffgesetzes und dessen Verwendung für Berechnungen mit finiten Elementen im Grundbau.

Die Elektronenmikroskopie als weiteres Hilfsmittel zur Beschreibung von Bodeneigenschaften.

Die Einsatzmöglichkeiten von Stopfsäulen zur Setzungsminderung von Gebäuden, aber auch zur Verhinderung von Böschungsbrüchen bei Dammschüttungen und die Grenzen der Anwendung.

Neben der Beschreibung der abwassertechnischen Besonderheiten des Klärwerks, das allein wegen seiner Größe aus üblichen Anlagen herausragt, werden die betontechnologischen Maßnahmen, die Konstruktion, die Fugenausbildung und Anstrengungen zur Sicherung der Wasserundurchlässigkeit für die Becken und Behälter erläutert.

Die Veröffentlichung erfolgte im Zusammenhang mit einer Reihe von Schadensfällen an Sojaschrot- und Getreidesilos. Die aufgetretenen Schäden werden im wesentlichen auf falsche Lastannahmen für den Entleerungsvorgang zurückgeführt und auf mangelhafte Bauausführung, die insbesondere mit der Gleitschalungsbauweise zusammenhängen. Ein Vergleich mit den Lastannahmen und Berechnungsverfahren in internationalen Vorschriften für Silos zeigt z.t. erhebliche Unterschiede.

Für kominierte Beanspruchung aus Biegung und Normalkraft werden Nomogramme für die Bemessung angegeben.

Ein- oder mehrfeldrige wandartige Träger, die in ihren Endquerschnitten seitlich ausgesteift sind, werden mit einer erweiterten Gelenkwerktheorie berechnet. Entsprechend den Voraussetzungen der Gelenkwerktheorie der Faltwerke ist die seitliche Aussteifung in ihrer Ebene unendlich starr, normal dazu völlig biegeweich.

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