@phdthesis{Doynov2023, author = {Doynov, Nikolay}, title = {Hybride Modelle f{\"u}r Verzugs- und Eigenspannungsberechnung von großen und komplexen Schweißkonstruktionen}, doi = {10.26127/BTUOpen-6453}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-64536}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2023}, abstract = {Das Schweißen f{\"u}hrt zu einer lokalen, ungleichm{\"a}ßigen Erw{\"a}rmung der F{\"u}gestelle. Die dadurch hervorgerufenen lokalen plastischen Verformungen und metallurgischen Werkstoffver{\"a}nderungen bewirken nach der Abk{\"u}hlung bleibenden Verzug und Eigenspannungen. Diese beeinflussen die reibungslose Durchf{\"u}hrung des Fertigungsprozesses und die Qualit{\"a}t der geschweißten Konstruktion und schließlich stellen letztlich deren Einsatz in Frage. Somit steht f{\"u}r die meisten Industrieanwendungen die gesicherte Minimierung bzw. Beherrschung des Schweißverzuges und der Schweißeigenspannungen, insbesondere bei großen Konstruktionen im Vordergrund. Mittels der Vorkenntnis {\"u}ber den zu erwartenden Verzug und die Entwicklung der Eigenspannungen w{\"a}hrend und nach dem Schweißen k{\"o}nnen zum einen geeignete Gegenmaßnahmen, wie beispielsweise Einspannszenarien, Vorverformungen oder Schweißreihenfolgen sowie eine gezielte Vor-, Zwischen- oder Nachw{\"a}rmebehandlung zweckm{\"a}ßig gew{\"a}hlt werden. Zum anderen ist es m{\"o}glich, die darauffolgenden notwendigen Nachbehandlungen, wie z.B. das thermische Richten, schon in einem sehr fr{\"u}hen Stadium des Produktentwicklungsprozesses vorauszuplanen. Demzufolge besteht seitens der Forschung ein sehr großes Interesse an der Entwicklung verl{\"a}sslicher Modelle und Methoden zur Schweißverzugs- und Eigenspannungsberechnung. Die vorliegende Habilitationsschrift befasst sich mit den theoretischen Grundlagen und den simulationstechnischen Aspekten der Schweißverzug- und Eigenspannungsberechnung von großen komplexen Schweißkonstruktionen. Im Mittelpunkt stehen die analytisch-numerische Hybridmodelle. Diese bestehen aus einem analytischen Teil f{\"u}r die lokale thermomechanische Berechnung und einen numerischen Teil f{\"u}r die globale strukturmechanische Berechnung. Die beiden Teilaufgaben sind stark gekoppelt. Der Schwerpunkt liegt in der Weiteentwicklung und in den Umsatzm{\"o}glichkeiten des analytischen Ansatzes. Dar{\"u}ber hinaus wird die Anwendung der Hybriden Modellierung zur Berechnung von Verzug und Eigenspannungen in praxisrelevanten Schweißkonstruktionen an zahlreichen Beispielen demonstriert. Die Aspekte der Einbringung der Simulation in die Fertigungs- oder Produktkette werden ebenso thematisiert.}, subject = {Schweißsimulation; Eigendehnung; Schweißverzug; Schweißeigenspannungen; Vortgeschrittene Schweißfertigung; Computational welding mechanics; Inherent strain; Welding distortions; Welding residual stresses; Advanced welding manufacturing; Schweißen; Schweißspannung; Thermomechanik; Strukturmechanik; Tragf{\"a}higkeit; Richten ; Intelligente Fertigung; Computersimulation; Konzeptionelle Modellierung}, language = {de} } @phdthesis{JaegerCanas2019, author = {J{\"a}ger-Ca{\~n}{\´a}s, Andreas}, title = {Beitrag zur Traglastermittlung ringversteifter Kreiszylinderschalen unter Axialdruck}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-48115}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2019}, abstract = {Die vorliegende Thesis besch{\"a}ftigt sich mit der Ermittlung des Beulwiderstands unversteifter sowie ringversteifter Kreiszylinderschalen unter Axialdruckbelastung. Der Fokus liegt dabei auf besonders d{\"u}nnwandigen Schalen mit engem und weitem Ringsteifenabstand. Besonders d{\"u}nnwandige Tanks mit Ringsteifen werden vor allem im landwirtschaftlichen Bereich eingesetzt. Typische Beh{\"a}lter sind aus rostfreiem Stahl gefertigt und erzielen eine hohe Wirtschaftlichkeit durch einen optimalen Materialeinsatz. Ringsteifen helfen den Widerstand gegen{\"u}ber Wind und Unterdruck drastisch zu erh{\"o}hen. Untersuchungen in den 1960ern und 70ern zeigten, dass die Steifen auch den Axialbeulwiderstand erh{\"o}hen. Eine Neubewertung publizierter Experimente f{\"u}r besonders d{\"u}nnwandige Kreiszylinderschalen wurde durchgef{\"u}hrt. Es zeigte sich, dass die aktuelle Norm in Teilbereichen zu sicher ist. Anhand von Traglastberechnungen wurden Beulparameter bestimmt, die eine wirtschaftlichere und dennoch sichere Bemessung dieser Strukturen zulassen. Die Ergebnisse der Parameterstudien an engringversteiften Kreiszylinderschalen best{\"a}tigten das, aus den publizierten Experimenten erwartete, hohe Tragf{\"a}higkeitsniveau. Bei kr{\"a}ftigen Ringsteifen spielt zunehmend die Plastizit{\"a}t des Materials eine maßgebende Rolle. Durch die Auswertung der modifizierten Kapazit{\"a}tskurve konnten f{\"u}r verschiedene Steifenkonfigurationen die Beulkurvenparameter bestimmt werden. Anschließend wurde eine Interpolationsvorschrift ermittelt, mit der Beulwiderst{\"a}nde f{\"u}r alle m{\"o}glichen Parameterkombinationen ermittelt werden k{\"o}nnen. Numerische Untersuchungen an beliebig ringversteiften Kreiszylinderschalen zeigten, dass die Tragf{\"a}higkeit ab einem Abstand von zwei Beulhalbwellen deutlich abnimmt. Durch die Auswertung der Traglastberechnungen mithilfe der modifizierten Kapazit{\"a}tskurve und die Interpolation {\"u}ber den Steifenabstand konnten Beulkurvenparameter ermittelt werden. Diese erm{\"o}glichen die Bestimmung der Traglast in Abh{\"a}ngigkeit vom Steifenquerschnitt f{\"u}r beliebig ringversteifte Schalen. Vereinfachungen des Nachweisverfahrens wurden hergeleitet, die eine Traglastermittlung {\"u}ber die Bestimmung von nur zwei Referenzwiderst{\"a}nden erm{\"o}glichen. Mit den angegebenen Bemessungsgleichungen kann der praktizierende Ingenieur in guter N{\"a}herung der FEM-Ergebnisse Traglasten f{\"u}r axialdruckbelastete Kreiszylinderschalen mit beliebiger Ringsteifenkonfiguration ermitteln, ohne selbst numerische Simulationen erstellen zu m{\"u}ssen.}, subject = {Stahlbau; Stabilit{\"a}t; Schalenbeulen; Axialbeulen; Ringsteife; Axial buckling; Ring stiffener; Shell buckling; Stability; Steel construction; D{\"u}nnwandiger Kreiszylinder; Kreiszylinderschale; Stahl; Beulung; Axialbelastung}, language = {de} } @phdthesis{Linke2024, author = {Linke, Gunter}, title = {Festigkeitssortierung von Holzbauteilen beim Bauen im Bestand : ein Beitrag zur substanzschonenden Erhaltung historischer Geb{\"a}ude}, doi = {10.26127/BTUOpen-6690}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-66905}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Diese Arbeit befasst sich mit systematischen Untersuchungen zur Entwicklung einer Methode zur Festigkeitssortierung von Holzbauteilen in bestehenden Konstruktionen. Deren Notwendigkeit ergibt sich aus der bauaufsichtlichen Forderung, die f{\"u}r die Errichtung von Neubauten geltenden Normen auch im Zuge der Instandsetzung bestehender Konstruktionen anzuwenden. Dazu ist auch Kenntnis {\"u}ber die vorhandene Materialqualit{\"a}t erforderlich. Diese wird in der Praxis meist nur abgesch{\"a}tzt, da bis dato keine konkreten normativen Regelungen f{\"u}r die Bewertung von Holzbauteilen in bestehenden Konstruktionen existieren. Tragf{\"a}higkeitsreserven und -defizite k{\"o}nnen so nicht erfasst werden. Dies kann zu unwirtschaftlichen, unverh{\"a}ltnism{\"a}ßigen und nicht fachgerechten Eingriffen in die Bausubstanz f{\"u}hren. Das ist aus {\"o}konomischer, {\"o}kologischer und denkmalpflegerischer Sicht nicht vertretbar. Das Ziel der Arbeit war die Adaption der in Deutschland geltenden normativen Regeln f{\"u}r die Festigkeitssortierung von neuem Bauholz zur Anwendung in Bestandsbauten. Hauptaugenmerk lag auf der Kombination visueller und zerst{\"o}rungsfreier/-armer Pr{\"u}fmethoden. Deren zuverl{\"a}ssige Anwendung erfordert ein statistisch abgesichertes Auswertungsmodell. Dahin-gehend wurde eine ausf{\"u}hrliche Literaturstudie zur Festigkeitssortierung von Bauholz, zur Bauzustandsbewertung von Bestandsbauten und der zerst{\"o}rungsfreien/-armen Pr{\"u}fung von Holz gef{\"u}hrt. Darauf aufbauend erfolgten umfangreiche Materialversuche an Proben in Bauholzdimension zur Anwendbarkeit ausgew{\"a}hlter zerst{\"o}rungsfreier/-armer Pr{\"u}fmethoden. Die auf dieser Grundlage entwickelte Festigkeitssortiermethode wurde in zus{\"a}tzlichen Versuchen an altem Bauholz und in bestehenden Konstruktionen erprobt. Die Ergebnisse zeigen, dass die visuelle Sortierung f{\"u}r die Erfassung der Holzqualit{\"a}t in-situ nicht zuverl{\"a}ssig genug ist. Gleiches gilt f{\"u}r eine alleinige Anwendung zerst{\"o}rungsfreier/-armer Pr{\"u}fmethoden. Die Kombination beider Methoden mit Hilfe eines statistisch abgesicherten Auswertungsmodells f{\"u}hrt zu einer wesentlich zuverl{\"a}ssigeren Absch{\"a}tzung der Materialqualit{\"a}t. Die entwickelte Festigkeitssortiermethode erm{\"o}glicht dar{\"u}ber hinaus die Anpassung des Untersuchungsumfangs auf die jeweilige Konstruktion und deren spezifischen An-forderungen. Die Erprobung zeigt, dass Tragf{\"a}higkeitsreserven und -defizite zuverl{\"a}ssig er-mittelt werden k{\"o}nnen. In den durchgef{\"u}hrten Fallstudien an historischen Holzkonstruktionen ergaben sich Reserven von (17 … 67) \% der Festigkeit sowie von (7 … 27) \% der Steifigkeit. Gleichzeitig konnten einzelnen, auf Grundlage der visuellen Sortierung nicht als Bauholz verwendbare Bauteile einer Festigkeitsklasse nach EN 338 zugeordnet werden. Die Anwendung der entwickelten Methodik zur in-situ Festigkeitssortierung ist eine wesentliche Verbesserung gegen{\"u}ber der aktuellen Praxis bei der Bewertung bestehender Holzkonstruktionen. Sie er{\"o}ffnet die M{\"o}glichkeit, Instandsetzungsmaßnahmen substanzschonender und wirtschaftlicher zu planen.  }, subject = {Festigkeitssortierung; Bestehende Holzkonstruktionen; Zerst{\"o}rungsfreie Pr{\"u}fung; Strength grading; Existing timber structures; Non-destructive testing; Bauen im Bestand; Holzbau; Bauteil; Fedtigkeit; Zerst{\"o}rungsfreie Werkstoffpr{\"u}fung; Visuelle Pr{\"u}fung}, language = {de} } @phdthesis{Loebjinski2021, author = {Loebjinski, Maria}, title = {Bewertung der Tragf{\"a}higkeit von Holzkonstruktionen beim Bauen im Bestand : ein Beitrag zur substanzschonenden Erhaltung von bestehenden Geb{\"a}uden}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-55934}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2021}, abstract = {Die geltende Normung zur Konstruktion und Bemessung baulicher Anlagen fußt auf dem Prinzip der Grenzzust{\"a}nde. Normative Vorgaben und Empfehlungen befinden sich in stetiger Weiterentwicklung zur kontinuierlichen Verbesserung des europ{\"a}ischen Normungskonzepts unter Einbeziehung aktueller wissenschaftlicher Erkenntnisse und Erfahrungen aus der praktischen Umsetzung. W{\"a}hrend die Normung im Neubau den aktuellen Wissensstand gut widerspiegelt, bestehen f{\"u}r den Bestandsbau nur wenige Vorgaben zur Bestandsaufnahme, sowie zur Bewertung der Tragf{\"a}higkeit. In Ermangelung spezifischer normativer Regelungen finden die f{\"u}r den Neubau entwickelten Vorgaben auch im Bestandsbau Anwendung. Dies f{\"u}hrt h{\"a}ufig zu unangemessenen, wenig substanzschonenden Maßnahmen, welche zudem, nicht zuletzt aus {\"o}konomischen Gr{\"u}nden, die Attraktivit{\"a}t der Erhaltung bestehender Bausubstanz gegen{\"u}ber dem Neubau senkt. Die Notwendigkeit einer fokussierten Weiterentwicklung der Normung auf die Bed{\"u}rfnisse des Bestandsbaus wird deutlich. Aufgrund der besonderen Herausforderungen des Materials, des historischen Wertes gebauter Konstruktionen und seiner praktischen Relevanz und Aktualit{\"a}t spielt der Holzbau in diesem Zusammenhang eine besondere Rolle. In der Arbeit wird zur Konkretisierung der Forschungsl{\"u}cke zun{\"a}chst der aktuelle Stand normativer Regelungen und normungsvorbereitender Arbeiten in Deutschland und ausgew{\"a}hlten europ{\"a}ischen L{\"a}ndern dargelegt. Last- und Materialparameter werden zuverl{\"a}ssigkeitstheoretisch modelliert, wobei ein Schwerpunkt auf der Analyse der Methoden zur Verbesserung des Widerstandsmodells liegt. Folgend werden Studien zur Zuverl{\"a}ssigkeit von Holzbauteilen in ausgew{\"a}hlten, f{\"u}r historische Holzkonstruktionen typischen, Bemessungssituationen durchgef{\"u}hrt und die Ergebnisse in Bezug auf die geltenden normativen Festlegungen bewertet. Die Studien betreffen einachsige Beanspruchungen und Spannungskombinationen (Querschnittsversagen) aus st{\"a}ndigen Lasten, Nutz-, Schnee- und Windlasten. Einflussfaktoren auf die rechnerische Zuverl{\"a}ssigkeit werden mittels Sensitivit{\"a}tsstudien analysiert und bewertet. Nach einer Absch{\"a}tzung des impliziten Sicherheitsniveaus bei Anwendung normativer Regelungen im Holzbau werden Anpassungen der Zielzuverl{\"a}ssigkeit f{\"u}r Maßnahmen im Bestand diskutiert und Vorschl{\"a}ge f{\"u}r ein Instandsetzungs- und ein Reparaturlevel unterbreitet. F{\"u}r diese werden f{\"u}r relevante Bemessungssituationen des historischen Holzbaus probabilistische Kalibrierungen zur Optimierung des Teilsicherheitsbeiwertes des Materialwiderstands durchgef{\"u}hrt. Ergebnisse vereinfachter Verfahren werden vergleichend dargestellt bewertet. Abschließend wird ein Anwendungskonzept zur stufenweisen Modifizierung des Teilsicherheitsbeiwertes des Materialwiderstands f{\"u}r die praktische Anwendung entwickelt, welches Aktualisierungsm{\"o}glichkeiten der Tragf{\"a}higkeitsbewertung f{\"u}r unterschiedliche Kenntnisst{\"a}nde im individuellen Projekt erm{\"o}glicht und an praktischen Beispielen pr{\"a}sentiert.}, subject = {Holzbau; Bestandsbau; Zuverl{\"a}ssigkeit; Normungskalibrierung; Timber structures; Existing structures; Reliability; Code calibration; Holzbau; Bausubstanz; Bestandserhaltung; Modernisierung ; Normung}, language = {de} } @phdthesis{Komann2005, author = {Komann, Steffen}, title = {Stabilit{\"a}t von diskret gest{\"u}tzten, axialbelasteten, d{\"u}nnwandigen Kreiszylinderschalen aus Stahl}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-000000774}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2005}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Entwicklung eines Bemessungsmodells, um die Tragf{\"a}higkeit von lokal gest{\"u}tzten, axialbelasteten, kreiszylindrischen, d{\"u}nnwandigen Stahlsilos mit Lasteinleitungssteifen {\"u}ber den Auflagerpunkten zuverl{\"a}ssig ermitteln zu k{\"o}nnen. Auf Grund der g{\"u}nstigen Lastabtragung durch die Membrantragwirkung werden Silokonstruktionen h{\"a}ufig aus d{\"u}nnwandigen Blechen mit kreiszylindrischen Querschnitt hergestellt. Bei diskret gest{\"u}tzten Siloschalen kommt es im Lasteinleitungsbereich zu Spannungskonzentrationen, die das Stabilit{\"a}tsverhalten der d{\"u}nnwandigen Schale maßgeblich negativ beeinflussen. In den derzeit g{\"u}ltigen Normen (z. B. DIN 18800, Teil 4) gibt es keine Aussagen {\"u}ber die Bemessung von diskret gelagerten Siloschalen. Die aus den Versuchen an Modellschalen erhaltenen experimentellen Traglasten bilden die Grundlage f{\"u}r die Entwicklung eines numerischen Berechnungsmodells an dem Untersuchungen im erweiterten geometrischen Parameterbereich durchgef{\"u}hrt werden. Die ermittelten Versagenswiderst{\"a}nde bilden die Basis f{\"u}r das entwickelte ingenieurm{\"a}ßige Bemessungsmodell.}, subject = {Kreiszylinderschale; Stahl; D{\"u}nnwandiges Bauelement; Stabilit{\"a}t; Stabilit{\"a}t; D{\"u}nnwandigkeit; Schalen; Stahl; Kreiszylinder}, language = {de} } @phdthesis{Chwastek2020, author = {Chwastek, Agnieszka}, title = {Beitrag zur Entwicklung der Bemessungskonzepte f{\"u}r Dauerfestigkeitsberechnungen von Reparaturschweißungen auf Basis kleiner Konstruktionsdetails}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-51608}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2020}, abstract = {Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse der Dauerfestigkeit von Schweißverbindungen nach erfolgter Reparatur des vorhandenen Erm{\"u}dungsrisses. In den aktuellen Regelwerken (wie Eurocode bzw. International Institute of Welding) liegen bis heute keine normativen Bemessungskonzepte f{\"u}r sanierte Schweißverbindungen vor. Diesbez{\"u}glich werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit die herk{\"o}mmlichen Erm{\"u}dungsfestigkeitsnachweise (nach Nenn-, Struktur- und Kerbspannungskonzept) um die ermittelten FAT-Klassen f{\"u}r sanierte bzw. nachbehandelte Schweißverbindungen erg{\"a}nzt. Die Analyse betrachtet ein typisches kleinmaßst{\"a}bliches Bauteilelement des Stahlbaus, d.h. das Konstruktionsdetail der Quersteife. Dabei handelt es sich um nicht „belastungstragende" Kehln{\"a}hte, die eine bevorzugte Ausgangsstelle f{\"u}r Erm{\"u}dungsrisse an Naht{\"u}berg{\"a}ngen darstellen und daher stark erm{\"u}dungsfestigkeitsmindernd wirken. Die experimentellen Erm{\"u}dungsuntersuchungen in Form von klassischen W{\"o}hlerversuchen verf{\"u}gen {\"u}ber drei Gruppen von Versuchspr{\"u}fk{\"o}rpern. Die Gruppe I bezieht sich auf fehlerfreie Schweißn{\"a}hte, d.h. im Schweißzustand belassene Pr{\"u}fk{\"o}rper. Die Gruppe II betrifft die fehlerhaften Schweißn{\"a}hte, die durch Ausschleifen der potenziellen Risse und Wiederschweißen saniert wurden. Bei der Gruppe III werden die Pr{\"u}fk{\"o}rper zus{\"a}tzlich durch eine Schweißnahtnachbehandlungsmethode, d.h. mit h{\"o}herfrequentem H{\"a}mmern bearbeitet. Neben den klassischen Erm{\"u}dungsversuchen werden die Kerbwirkungen in erm{\"u}dungskritischen Stellen mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode analysiert. Somit k{\"o}nnen die FAT-Klassen nach Nenn-, Struktur- und Kerbspannungskonzept f{\"u}r Reparaturschweißungen ermittelt werden. Um die relevante Vergleichbarkeit der entsprechenden Schweißnahtzust{\"a}nde bzw. Effektivit{\"a}t solcher Reparaturmaßnahmen sicherzustellen wird zus{\"a}tzlich eine ganze Serie von sog. Begleituntersuchungen durchgef{\"u}hrt. Dabei handelt es sich um Temperatur-, Verzugs- und H{\"a}rtemessungen, r{\"o}ntgenografische Eigenspannungsbestimmungen sowie metallographische Untersuchungen zur Bestimmung der Schmelzbadgeometrie bzw. des Nahtprofils. Vor allem wird im Rahmen dieser Arbeit ein Fokus auf die Eigenspannungsanalyse gelegt, um die tats{\"a}chliche Eigenspannungsverteilung in den entsprechenden Reparaturzust{\"a}nden zu ermitteln und somit eine Basis f{\"u}r verbesserte Bemessungsmodelle von sanierten und nachbehandelten Schweißn{\"a}hten zu erarbeiten. Bei den Gruppen I und II der Versuchspr{\"u}fk{\"o}rper betrifft die Eigenspannungsanalyse ebenso die Schweißsimulation.}, subject = {Erm{\"u}dungsfestigkeit; Eigenspannung; Kerbwirkung; Nahtnachbehandlungsverfahren; Reparaturschweißung; Fatigue strength; Repair of welds; Residual stress; Notch factor; Post-weld treatment; Stahlbau; Dauerfestigkeit; Erm{\"u}dungsriss; Bemessung; Schweißverbindung; Reparaturschweißen}, language = {de} } @phdthesis{Schwarzlos2005, author = {Schwarzlos, Anja}, title = {Erweiterung der Komponentenmethode nach EC 3-1.8 um die Interaktion der Schnittgr{\"o}en Biegemoment und Normalkraft}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-000000688}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2005}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Erweiterung der Bemessungsregeln zu Verbindungen in Rahmensystemen auf der Grundlage der Komponentenmethode des Eurocode 3, Teil 1.8. Es wird das Komponentenmodell vorgestellt, vorhandene Interaktionsregeln erl{\"a}utert und hinsichtlich ihrer Anwendungsgrenzen bewertet. Das Interaktionsverhalten von einzelnen maßgebenden Komponenten von Verbindungen sowie komplexen Verbindungen bei Beanspruchung durch Biegemoment und Normalkraft wird zus{\"a}tzlich mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode im Vorfeld des Bemessungsvorschlages untersucht. Der Erweiterungsvorschlag innerhalb dieser Arbeit umfasst f{\"u}r symmetrische Verbindungen die Berechnung der Normalkrafttragf{\"a}higkeit bei alleiniger Zug- und Druckbeanspruchung sowie die Berechnung der Interaktionskurve bei Beanspruchung der Verbindung durch Biegung und Normalkraft. Bei der Normalkraftbeanspruchung handelt es sich dabei um die Normalkrafteintragung in die Verbindung {\"u}ber den Tr{\"a}gerquerschnitt. Die Bemessungsregeln basieren auf g{\"u}ltigen mechanischen Modellen und Annahmen und k{\"o}nnen ohne weitere Hilfsmittel angewendet werden.}, subject = {Rahmentragwerk; Tr{\"a}ger; Schraubenverbindung; Biegemoment; Normalkraft; Eurocode 3; St{\"u}tze; Interaktion; Nachgiebige Verbindungen; Biegemoment; Normalkraft}, language = {de} } @phdthesis{Horvath2002, author = {Horv{\´a}th, L{\´a}szl{\´o}}, title = {Experimentelle Untersuchungen der im Stahlbau typischen Bauelemente mit Thermovision}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-000000383}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2002}, abstract = {Die thermoelastische Spannungsanalyse hat in den letzten 20 Jahren erhebliche Verbreitung im Bereich der zerst{\"o}rungsfreien experimentellen Methoden gefunden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Anwendbarkeit des Infrarotmessverfahrens mit Hilfe einer konventionellen Thermokamera zur Beurteilung und {\"U}berwachung des Tragverhaltens von typischen Konstruktionsteile im Stahlbau untersucht. Am Anfang werden in kurzen Worten die Grundlagen der thermoelastischen Spannungsanalyse zusammengefasst, die Vor- und Nachteile geschildert. Ein Messverfahren wurde entwickelt, das mit dem am Lehrstuhl f{\"u}r Stahlbau der BTU Cottbus vorhandenen AGEMA System experimentelle Untersuchungen f{\"u}r die thermoelastische Spannungsanalyse erm{\"o}glicht. Das Messverfahren wird detailliert beschrieben und die einzelnen Vorgehensschritte erl{\"a}utert. Durch diese Experimente wurde das Messverfahren best{\"a}tigt. Im ersten Schritt sind drei ausgew{\"a}hlte Bauteile (gelochter Zugstab, ausgeklinkter Tr{\"a}ger und Blechtr{\"a}ger mit sehr schlankem Steg) mit besonderen Rissgef{\"a}hrdung untersucht worden. Im zweiten Schritt wurde das Verfahren bei der Analyse eines komplizierten Konstruktionsdetails eingesetzt. Die Ergebnisse aus Thermovision wurden mit herk{\"o}mmlichen DMS-Messungen und FEM-Berechnungen verglichen. Anschließend werden die Erfahrungen zusammengefasst und bewertet, und Vorschl{\"a}ge zur Verbesserung und Weiterentwicklung gegeben.}, subject = {Stahlkonstruktion; Thermoelektrische Messung; Bewertung; Tragverhalten; Zerst{\"o}rungsfreie Materialpr{\"u}fung; Thermovision; Thermoelastische Spannungsanalyse; Stahlbau}, language = {de} } @phdthesis{Hannebauer2007, author = {Hannebauer, Dina}, title = {Zur Querschnitts- und Stabtragf{\"a}higkeit von Tr{\"a}gern mit profilierten Stegen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-5734}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2007}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit werden das Stabilit{\"a}tsverhalten und dessen Einfluss auf die Querschnitts- und Stabtragf{\"a}higkeit von Tr{\"a}gern mit profilierten Stegen umfassend untersucht. Die gew{\"a}hlten Parametergrenzwerte orientieren sich am derzeitigen Anwendungsbereich stegprofilierter Tr{\"a}ger. Es werden ausschließlich sinus- und trapezf{\"o}rmige Profilierungen untersucht. Die Arbeit leistet einen Beitrag, dem Anwender das Tragverhalten unterschiedlicher Profilierungen aufzuzeigen und gleichzeitig abzugrenzen. Ein gezielter Einsatz der derzeit auf dem Stahlleichtbaumarkt existierenden Trapez- und Wellstegtr{\"a}ger wird erm{\"o}glicht. Erh{\"o}hte Wettbewerbschancen sind eine Folge. Die Ergebnisse der experimentellen und numerischen Untersuchungen zum lokalen Stabilit{\"a}tsverhalten des Stegbleches bei Querkraftbeanspruchung tragen zu einem besseren Verst{\"a}ndnis {\"u}ber das Tragverhalten bei und erlauben eine Weiterentwicklung des mehrfach diskutierten Interaktionsmodells zur Querkrafttragf{\"a}higkeit. Umfangreiche Parameterstudien zeigen, dass die Profilierungsform (trapez- bzw. sinusf{\"o}rmig) sowie die Parameter Wellenamplitude und -l{\"a}nge die Tragmechanismen bestimmen. Die Interaktion des lokalen und globalen Beulens wird dabei mit einer Beulspannung f{\"u}r zonales Beulen beschrieben. Auf Grundlage dieser Ergebnisse kann die Tragf{\"a}higkeit stegprofilierter Tr{\"a}ger besser formuliert werden. Die Abminderungskurven, welche das Nachbeulverhalten sowie Imperfektionen ber{\"u}cksichtigen, werden optimiert. Eine wesentliche Verbesserung der Plateaul{\"a}ngen ist f{\"u}r Tr{\"a}ger mit profilierten Stegen gelungen. Des Weiteren wird der Einfluss der lokalen Instabilit{\"a}t des Gurtes biegebeanspruchter Tr{\"a}ger untersucht. Im Speziellen werden dabei Einflussparameter des Plattenbeulens untersucht und gezeigt, dass Abweichungen angenommener Beulfeldabmessungen ung{\"u}nstige Auswirkungen auf das beschriebene Tragverhalten haben. Im Ergebnis der Untersuchungen wird eine Optimierung der anzunehmenden Beulfeldabmessungen f{\"u}r Plattenbeulen vorgeschlagen. Abschließend erg{\"a}nzen Untersuchungen zum globalen Stabilit{\"a}tsverhalten der Wellstegtr{\"a}ger die grundlegenden Untersuchungen zum Tragverhalten der Wellstegtr{\"a}ger und ordnen diese in die bestehenden europ{\"a}ischen Knickspannungslinien ein.}, subject = {Stahl; Schlankes Bauteil; Tragverhalten; Stabilit{\"a}t; Steg ; Profilierung; Wellstegtr{\"a}ger; Trapezstegtr{\"a}ger; Querkrafttragf{\"a}higkeit; Stabtragf{\"a}higkeit; Corrugation; Sinusoidal; Trapezoidal; Girder}, language = {de} } @phdthesis{Launert2019, author = {Launert, Benjamin}, title = {Untersuchungen an geschweißten I-Tr{\"a}gern aus normal- und hochfestem Baustahl: Beitrag zur Erweiterung der Tragf{\"a}higkeitsnachweise durch Einsatz der Schweißsimulation}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-48825}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2019}, abstract = {Im Stahlbau werden h{\"a}ufig Schweißtr{\"a}ger eingesetzt. Als Profilform ist die des I-Tr{\"a}gers am weitesten verbreitet. Die Fertigung dieser Querschnitte erfolgt heute {\"u}berwiegend vollmechanisiert im Werk durch z.B. Metall-Aktivgas-Schweißen. Dabei bewirkt der Schweißvorgang stets auch Eigenspannungen und Verformungen im Bauteil. Diese sogenannten Schweißimperfektionen zusammen mit weiteren Fertigungstoleranzen {\"u}berlagern sich im Bauteileinsatz mit Lastspannungen und bewirken dadurch eine Absenkung der Tragf{\"a}higkeit. Die Erfassung dieser Einfl{\"u}sse kann direkt im Rahmen einer vollst{\"a}ndig nichtlineareren, sogenannten GMNIA-Berechnung erfolgen. Diesbez{\"u}glich sind besonders mit der Annahme der Eigenspannungen in Tr{\"a}gern aktuell noch große Unsicherheiten verbunden. Zur direkten Ber{\"u}cksichtigung von Eigenspannungen kann auf verschiedene vereinfachte Eigenspannungsmodelle aus der Literatur zur{\"u}ckgegriffen werden. Diese basieren gr{\"o}ßtenteils auf rein geometrischen Festlegungen ohne Ber{\"u}cksichtigung von Fertigungsrandbedingungen oder der Stahlg{\"u}te. Nichtsdestotrotz haben sich diese einfachen Modelle, auch mangels des Fehlens aktuellerer Forschungsergebnisse, f{\"u}r numerische Berechnungen im Stahlbau bis zuletzt durchgesetzt. Des Weiteren bestehen heute M{\"o}glichkeiten, eine numerische Schweißstruktursimulation zur Ermittlung der Eigenspannungen in Schweißtr{\"a}gern durchzuf{\"u}hren. Auch die vereinfachten Schweißsimulationsmodelle zur Berechnung großer Bauteile haben sich in den letzten Jahren stetig weiterentwickelt. Im Stahlbau erfolgten bisher jedoch kaum Anwendungen dieser Methoden. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit liegt deshalb in der Untersuchung von Methoden der Schweißsimulation im Hinblick auf eine Anwendung an Schweißtr{\"a}gern und hier im Speziellen an geschweißten I-Tr{\"a}gern. Im Ergebnis sollte ein numerisch-basierter, einfacher Ansatzes zur direkten Abbildung des Schweißeinflusses in Tragf{\"a}higkeitsberechnungen bereitgestellt werden. Mit einem solchen vereinfachten Schweißsimulationsmodell k{\"o}nnen zudem neben den Schweißeigenspannungen auch die Schweißverformungen berechnet werden. Der Einfluss des Fertigungsprozesses kann dadurch viel genauer in die Bemessung einbezogen werden. Ausgangspunkt der Untersuchungen bildeten Eigenspannungsmessungen an konventionell geschweißten I-Tr{\"a}gern aus normal- und hochfesten Baust{\"a}hlen. Anschließend wurden diese durch numerische Schweißstruktursimulationen erg{\"a}nzt. Danach erfolgte darauf aufbauend die Ableitung eines vereinfachten, numerischen Berechnungsmodells zur weiteren Ber{\"u}cksichtigung von Eigenspannungen in nichtlinearen Tragf{\"a}higkeitsmodellen. Abschließend wurden vergleichende numerische Tragf{\"a}higkeitsanalysen durchgef{\"u}hrt und daraus Empfehlungen f{\"u}r eine bessere Erfassung des Schweiß- und Materialeinflusses in der Tragf{\"a}higkeitsberechnung abgeleitet.}, subject = {Vereinfachtes Modell; Numerische Schweißsimulation; Doppel-T-Tr{\"a}ger; Baustahl; Schweißspannung; Numerisches Modell; Eigenspannungen; Geschweißter I-Tr{\"a}ger; Simplified model; Numerical welding simulation; Residual stresses; Welded I-girder; GMNIA}, language = {de} } @phdthesis{Krausche2020, author = {Krausche, Thomas}, title = {Zum Tragverhalten von geschweißten I-Tr{\"a}gern unter Ber{\"u}cksichtigung des Einflusses von Montagest{\"o}ßen}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-55518}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2020}, abstract = {Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit sind Untersuchungen zur Vorhersage des Herstellungsprozesses bei der Fertigung von geschweißten Doppel-T-Tr{\"a}gern. Dabei wird der Zusammenbau der Einzelteile in der Werkstatt sowie das endg{\"u}ltige F{\"u}gen auf der Baustelle untersucht und dargestellt. Es wird insbesondere auf den Einfluss des Montagestoßes eingegangen, welcher unter verschiedenen Umgebungstemperaturen geschweißt wurde. Den experimentellen Untersuchungen, welche jeweils praxisnah in der Werkstatt und in der Großklimakammer unter verschiedenen Umgebungstemperaturen von -10 °C bis 20 °C (Raumtemperatur) durchgef{\"u}hrt wurden, sind Simulationsergebnisse, analytische Berechnungen sowie ingenieurtechnische Ans{\"a}tze des Schweißeinflusses gegen{\"u}bergestellt. Durch die Erfassung der Fertigung der Bauteile k{\"o}nnen geeignete Ingenieurmodelle zur Verf{\"u}gung gestellt werden, um anschließend eine Traglastuntersuchung f{\"u}r den Stabilit{\"a}tsfall durchzuf{\"u}hren. Schließlich f{\"u}hren die Untersuchungen dazu, dass die fachgerecht geschweißten Baustellenst{\"o}ße im betrachteten Temperaturbereich (bis -10 °C) f{\"u}r das Material und die Schweißeigenspannungen unbedenklich sind. F{\"u}r die Erfassung eines solchen Stoßes wurde ein ingenieurm{\"a}ßiger Ansatz ausgearbeitet, welcher die Schweißeinfl{\"u}sse ber{\"u}cksichtigt. Die Auswirkungen des Montagestoßes wurden somit in einer nichtlinearen Traglastanalyse ausgewertet. Der Einfluss des Montagestoßes auf die Traglast lag unter 5\% im ung{\"u}nstigsten Fall.}, subject = {Montagest{\"o}ße; Bauteilversuche; Stahlbau; Stabilit{\"a}t; Schweißeigenspannungen; Assembly joints; Component tests; Steel construction; Stability; Residual welding stresses; Doppel-T-Tr{\"a}ger; Schweißverbindung; Stoß ; Tragverhalten}, language = {de} } @phdthesis{Doliva2016, author = {Doliva, Stefan}, title = {Einfluss des Reparaturschweißens von Altst{\"a}hlen auf deren Restlebensdauer}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40599}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2016}, abstract = {Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden 123 Proben aus ungeschweißtem und geschweißtem Altstahl Dauerschwingversuchen unterzogen. Sie versagten bei Lastspielzahlen von weniger als 10.000.000 oder {\"u}berlebten das Dauerschwingen. Die wesentliche Erkenntnis ist, dass das Schweißen ohne signifikanten Einfluss auf die Dauerfestigkeit des Kerbdetails an sich zu sein scheint. Entscheidend scheint die Geometrie der Kerbe zu sein und nicht die in den Altstahl eingebrachte Schweißw{\"a}rme. Zur Verifizierung wurden unter anderem Schweißraupen auf nachweislich stark verspr{\"o}detem Altstahl aufgebracht und wieder abgeschliffen. Diese Proben zeigten dann im Zugversuch teilweise bessere Werte als die unbehandelten Proben; auch die aus diesen Proben ermittelten W{\"o}hlerlinien stellten sich flacher, also langlebiger, dar als die Linien der unbehandelten Proben. Daneben wurden auch die Kerbklassen FAT 160, FAT 112, FAT 90, FAT 71 und die f{\"u}r Br{\"u}ckenbauwerke unerhebliche FAT 36 untersucht. Nahezu alle untersuchten Proben wiesen Schwingbreiten auf, die im Rahmen des EC 3 zul{\"a}ssig w{\"a}ren. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass die Schweißw{\"a}rme einen eher positiven Einfluss auf das Altmaterial hat. In die gleiche Richtung gehen die Erkenntnisse, die gewonnen wurden, als der Altstahl bei rund 1.000 °C gegl{\"u}ht wurde. Die Werte der Kerbschlagarbeit erh{\"o}hten sich betr{\"a}chtlich. Die Zeitdauer, die dieser Zustand anh{\"a}lt, wurde jedoch nicht untersucht. Hier besteht die M{\"o}glichkeit weiterer Forschungen. Hinsichtlich der Restlebensdauer von nicht vorwiegend ruhend beanspruchten Bauwerken scheint jedoch klar zu sein, dass der Einfluss des Schweißens ohne Ber{\"u}cksichtigung bleiben kann.}, subject = {Reparaturschweißen; Altstahl; Lebensdauer; Restlebensdauer; Schweißeignung; Repair by welding; Old steel; Life time; Residual life time; Welding; Stahl; Stahlbau; Reparaturschweißen; Restlebensdauer; Dauerschwingfestigkeit}, language = {de} } @phdthesis{Ciupack2016, author = {Ciupack, Yvonne}, title = {Untersuchungen zur Bedeutung und Anwendung der Zuverl{\"a}ssigkeitstheorie im Bauwesen am Beispiel von Stahlklebverbindungen}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40779}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2016}, abstract = {Der nationale und internationale Wettbewerbsdruck in der Baubranche m{\"u}ndet in immer komplexeren Strukturen, ressourceneffizienten Bemessungsprinzipien sowie innovativen Produkt- und Konstruktionsideen. Die Aufgabe von Ingenieuren ist es, diese Weiterentwicklungen f{\"u}r die Gesellschaft nutzbar zu machen und dabei ein gefordertes Sicherheitsniveau zu gew{\"a}hrleisten. Um Neusch{\"o}pfungen, seien sie konstruktiver oder analytischer Art, der Gesellschaft zug{\"a}nglich zu machen, ist unter Umst{\"a}nden eine Erweiterung des Sicherheitsbegriffs notwendig. Denn {\"u}ber den Wirkungshorizont des Bauingenieurs hinaus ist das Begriffsfeld in allen Funktionszusammenh{\"a}ngen bedeutsam und nicht selten Entscheidungstr{\"a}ger f{\"u}r die Verwirklichung von Konstruktionen. An dieser Problemstellung setzt die Arbeit an. {\"U}bliche zuverl{\"a}ssigkeitstheoretische Verfahrensweisen werden f{\"u}r komplexe analytische Modelle angewandt. Untersuchungsobjekte sind dabei zwei Anwendungsbeispiele aus dem Stahlfassadenbau, bei denen erstmals geklebte L{\"o}sungen zum Einsatz kommen. In eigenen Untersuchungen wird die Tragf{\"a}higkeit der Konstruktionen unter Nutzung von experimentellen Erhebungen charakterisiert. Desweiteren werden die Anwendungsgrenzen und stochastischen Fragestellungen der typischen Methoden der Zuverl{\"a}ssigkeitstheorie im Bauwesen diskutiert.}, subject = {Stahlbau; Klebtechnologie; Zuverl{\"a}ssigkeit; Steel Construction; Bonding Technology; Reliability}, language = {de} } @phdthesis{Bartholome2015, author = {Bartholom{\´e}, Susanne}, title = {Grundlegende Untersuchungen zu strukturierten Blechen in Stahlleichtbautr{\"a}gern}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-36375}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2015}, abstract = {Im Rahmen des Forschungsprojektes werden Fragestellungen des Stahlleichtbaus bez{\"u}glich des Einsatzes von strukturierten Blechen hinterfragt, untersucht und L{\"o}sungen vorgestellt. Als Anwendungsbeispiel werden in dieser Arbeit geschweißte I-Tr{\"a}ger mit schlanken, strukturierten Stegen untersucht. Eine Serie von Blechtr{\"a}gern mit verschiedenen Stegausf{\"u}hrungen - eben, profiliert und strukturiert - wird modelliert und auf ihre Schubtragf{\"a}higkeit untersucht. Die vorliegende Arbeit beschreibt erste Untersuchungen zu strukturierten Blechen mit aktuellen numerischen Analysen und praktischen Versuchen zum globalen und lokalen Beulen. In Versuchen und numerischen Simulationen werden verschiedenste geschweißte Stahlleichtbautr{\"a}ger untersucht. Es wird erkundet, inwiefern sich das Beulverhalten von Tr{\"a}gern mit strukturierten Stegen gegen{\"u}ber ebenen oder profilierten Stegen ver{\"a}ndert. Außerdem wird definiert, welche Strukturen sich am besten f{\"u}r den Einsatz in Stahlleichtbautr{\"a}gern eignen. Schließlich wird ein Vergleich von numerischen und analytischen Versuchsergebnissen aufgezeigt und ein Berechnungsvorschlag gegeben, welcher dazu dient, Stahlleichtbautr{\"a}ger mit strukturierten Blechen bemessen zu k{\"o}nnen.}, subject = {Strukturierte Bleche; Stahlleichtbautr{\"a}ger; Beulen; Schubtragf{\"a}higkeit; Structured sheet metal; Light weight steel structures; Buckling; Shear; Strukturiertes Blech; Steg ; Tragf{\"a}higkeit; Bemessung}, language = {de} }