Computational Engineering im Massivbau (BIW4-65)

Allgemeines

Vorlesung | Dozent:

Professor for Special Concrete Constructions

Mr Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Ulrich Häußler-Combe

Full Professor

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Technische Universität Dresden - Institute of concrete structures

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Visitor Address:

ABS, Floor 05, Room 021 August-Bebel-Straße 30/30A

01219 Dresden

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work Tel.: +49 351 463-39586
fax Fax: +49 351 463-37279

ulrich.haeussler-combe@tu-dresden.de

Übungen:

Research Associate

Mr Dipl.-Ing. Daniel Karl

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Kontakt:

über Frau Dajana Musiol August-Bebel-Str. 30/30A

01219 Dresden

Germany

dajana.musiol@tu-dresden.de

Lehrveranstaltungen:

7. Semester: 2 SWS Vorlesung, 1 SWS Übung
8. Semester: 2 SWS Vorlesung, 1 SWS Übung

Verwendbarkeit:
Wahlpflichtmodul im Vertiefungsstudium, insbesondere für die Vertiefungen Konstruktiver Ingenieurbau und Computational Engineering

Vorkenntnisse:
Technische Mechanik (BIW1-03, BIW1-04), Lineare Algebra und Analysis (BIW1-05), Statik (BIW2-02), Stahlbetonbau (BIW2-05)

Vorlesungsinhalt:
Gegenstand des Moduls sind Grundlagen und Anwendungsmöglichkeiten von numerischen und anderen rechnergestützten Verfahren im Bereich des Massivbaus. Hierzu werden die speziellen Materialeigenschaften von Beton, die Rissbildung, das Zusammenwirken von Beton und Bewehrung und jeweils entsprechende Ansätze zur Modellierung und Diskretisierung behandelt. Darauf aufbauend erfolgt die Anwendung auf typische Problemstellungen des Massivbaus anhand von Beispielen.

Arbeitsmaterialien werden im OPAL bereitgestellt.

Vorlesung

Grundlagen Finite-Elemente-Methode

Grundsätze der Modellbildung
Verschiebungsansätze und Elementtypen
Modellierung Materialverhalten
Prinzip der virtuellen Arbeit / schwache Gleichgewichtsformen und Diskretisierung
Numerische Integration und Lösungsverfahren

Verhalten von Stahlbeton / Stahlbetonzugstäbe

Einaxiales Spannungs-Dehnungsverhalten von Beton
Kriechen, Schwinden und Temperatureinflüsse
Rissbildung
Spannungs-Dehnungsverhalten Bewehrung und Verbund
Nichtlineare Berechnung von Stahlbetonzugstäben

Stahlbetonbalken und Rahmen

Kinematik von Bernolli- und Timoshenko-Balken
Zustand II, Kriechen, Schwinden, Temperatur
Elementtypen, Diskretisierung und Lösungsverfahren
Vorspannung
Nichtlineare quasistatische und dynamische Berechnung von Stahlbetonbalken

Stabwerkmodelle

Modellbildung
Grenzwertsätze der Plastizität
Elastoplastische und starrplastische Berechnungsverfahren

Mehraxiales Betonverhalten

Mehraxiale Spannungen und Dehnungen
Mehraxiale Elastizität und Festigkeit
Schädigung und Plastizität in der Anwendung auf Beton

Stahlbetonscheiben

Bemessung mit linear elastischen Scheibenberechnungen
Zweiaxiale Rissmodellierung und zweiaxiale Bewehrung
Nichtlineare Berechnung von Stahlbetonscheiben

Stahlbetonplatten und Schalen

Bemessung mit linear-elastischen Plattenberechnungen
Kinematik von Kirchhoff- und Reissner-Mindlin-Platten
Zustand II in der Ebene und Schichtung
Elementtypen, Diskretisierung und Lösungsverfahren
Nichtlineare Berechnungen von Stahlbetonplatten
Erweiterung auf Stahlbetonschalen

Übung

Die Übungen erfolgen mit Aufgabenstellungen entsprechend zum Vorlesungsstoff an den Rechnern des Computer-Pools im Fakultätsrechenzentrum an der Fakultät für Bauingenieurwesen. Geeignete Programme werden gestellt.

Beleg

Für die erfolgreiche Teilnahme ist eine Belegarbeit im Umfang von 60 h anzufertigen. Belegthemen werden nach Absprache mit den Betreuern gestellt.

Prüfung

Die Prüfung erfolgt im Rahmen der Belegbearbeitung und deren Verteidigung in einem Kolloquium.

Literatur

fib-Bulletin 17: Management, maintenance and strengthening of concrete structures.
Quade, J. ; Tschötschel, M. (Hrsg.): Experimentelle Baumechanik. Düsseldorf : Werner-Verlag, 1993, ISBN: 3-8041-3074-7
Richtlinie für Belastungsversuche an Massivbauwerken, Teil 1 Hochbau. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb), November 1998