@phdthesis{Schwar2004, author = {Schwar, Andreas}, title = {Physiko-mechanische Untersuchungen des Schadensmechanismus bei Dachstuhlh{\"o}lzern durch spezifische Holzschutz- und Holzflammschutzmittel}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-000000510}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2004}, abstract = {Das {\"u}berdosierte und mehrmalige Auftragen von spezifischen Holzschutz- und Holzflammschutzmitteln f{\"u}hrt im Zusammenwirken mit entsprechenden Umgebungsbedingungen langfristig zu einer oberfl{\"a}chennahen Korrosion des Holzes mit dem speziellen Schadensbild der „Mazeration". Es wurden die Randbedingungen f{\"u}r das Zustandekommen der „Mazeration" f{\"u}r einige typische vorliegende Ionenkombinationen aus Holzschutz- und Holzflammschutzmitteln sowie der sich daraus entwickelnde Schadensmechanismus abgekl{\"a}rt. Weiterhin wurde der Einfluss der Sch{\"a}digung auf die Bauteilsicherheit (Querschnittsminderung, Festigkeit des Restquerschnittes, Tragf{\"a}higkeit von Verbindungsmitteln und Anschl{\"u}ssen) behandelt. Er{\"o}rtert wurden verschiedene Sanierungsstrategien, f{\"u}r zwei betroffene Dachst{\"u}hle wurden aufgrund der gegebenen Situation Sanierungsvorschl{\"a}ge unterbreitet.}, subject = {Dachstuhl; Holz; Holzschutzmittel; Flammschutzmittel; Holzschaden; Schadensmechanik; Holz; Holzbau; Holzschutz; Sanierung; Flammschutzmittel}, 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{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{ShoushtarianMofrad2022, author = {Shoushtarian Mofrad, Ashkan}, title = {Evaluating bending and translational behavior of sandwich panels at ambient and elevated temperatures}, issn = {1611-5023}, doi = {10.26127/BTUOpen-5941}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-59410}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2022}, abstract = {Steel cladding structures such as sandwich panels can replace bracing systems to provide further stability to individual structural members such as beams and columns. Previous researches studied the stabilizing effects of sandwich panels on the whole structure at ambient temperatures. It was shown that considerable savings could be achieved in the case of using steel cladding systems. In the STABFI (Steel Cladding Systems for Stabilisation of Steel Buildings in Fire) project, the primary objective was to study the stabilizing behavior of cladding systems in the fire. The current thesis is a part of the STABFI project focusing on the bending and translational stiffness of sandwich panels at ambient and elevated temperatures. The thesis consists of two separate parts, the bending and translational performance of sandwich panels at ambient and elevated temperatures. Sandwich panels are typically composites of two thin steel sheets and a core of higher thickness and lower density. They are valued for their excellent thermal properties. This research employs two different materials, including mineral wool (MW) and Polyisocyanurate (PIR), as a core. In the first part of the thesis, the bending tests carried out in Prague are described. The experimental results are presented in the first phase of this part. A finite element (FE) model is developed to validate simulations with experimental results, and then a comprehensive parametric study is carried out. During the parametric study, different factors such as panel thickness, width, span, the thickness of steel sheets, and the fire's influence on panels' mechanical behavior are investigated. Moreover, the analytical solutions obtained from Eurocodes (EN 14509, 2013) at ambient temperature are employed to predict the bending stiffness values. The analytical solutions are then developed to apply at elevated temperatures by incorporating the reduction factors into the equations. Eventually, the accuracy of suggested analytical equations is compared with numerical results. In the second part of the thesis, after presenting the translational tests which also conducted in Prague and validation of FE models, an extensive parametric study on the decisive factors such as the steel sheet thicknesses, screw diameters and temperature effects on the sandwich panel connections behavior is performed. The parametric study shows how each parameter affects the shear resistance and stiffness of sandwich panel connections. Furthermore, the deterioration of shear performance at elevated temperatures is evaluated. The analytical solutions achieved from the ECCS manual are used to estimate the shear stiffness and resistance of connections at ambient temperatures. At elevated temperatures, the equations are developed to anticipate the abovementioned values in the fire case. Finally, the safety and accuracy of proposed analytical solutions are assessed.}, subject = {Sandwich panels; Finite element method; Fire; Resistance; Stiffness; Sandwichelemente; Finite-Elemente-Modell; Feuer; Widerstand; Steifigkeit; Sandwichbauweise; Stahl; Finite-Elemente-Methode; Steifigkeit; Biegung; Thermische Belastung}, language = {en} } @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{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{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{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} }