KIB II: Stahlbau

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KIB II: Stahlbau Einführung Prof. Dr.-Ing. Uwe E. Dorka

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KIB II: Stahlbau

Einführung

Prof. Dr.-Ing. Uwe E. Dorka

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• Zusammenspiel zwischen architektonischem und konstruktivem Entwurf: konstruktive Kreativität

• Einfluss von Einwirkungen auf das konstruktive Gesamtkonzept

• Robustheit, Dauerhaftigkeit und Schutz vor Extremereignissen wie Brand und Erdbeben

• Häufig vorkommende Konstruktionstypen, Aussteifungsprinzipien und Tragelemente im Hochbau und die dazugehörigen grundlegenden Grenzzustände, wie plastische Biegetragfähigkeit, Einzelstab-und Systemknicken, etc.

• Einfache Methoden zur Vordimensionierung von Decken, Trägern, Stützen, Aussteifungen und Abfangungen bekannter Konstruktionstypen wie Stahlbeton, Stahl, Holz und Verbund

• Tragelemente und Konstruktionen, Anwendung in der Architektur

• Aussteifungsprinzipien und –elemente• Zweiachsige Biegung ohne Kippen• Einfaches Knicken• Fügen von Tragelementen,

Verbindungsmittel und Anschlüsse• Dauerhaftigkeit und Brandschutz• Einfache Materialmodelle und zugehörige

Werkstoffkenngrößen• Herstellung von Stahl- und

Holztragwerken

Lehrinhalte

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Konstruktion

Architektur und Funktion bestimmen die konstruktive Lösung

Am Anfang steht das konstruktive Konzept, das die Tragfähigkeit des gesamten Bauwerks integral gewährleisten muss.

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Selbst so einfache Tragwerke sind räumliche Strukturen, die aber i.d.R. aus ebenen Teiltragwerken zusammengesetzt sind, hier:

•Pfette•Rahmen•Dachscheibe•Wandscheibe

Konstruktion

Jedes Teiltragwerk übernimmt dabei eine bestimmte Aufgabe in der Lastabtragung

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Die Teiltragwerke bestehen wiederum aus Bauteilen, wie Stützen, Trägeroder Diagonalen, die durch ihre hauptsächliche Lastabtragung gekennzeichnet sind.Diese wiederum werden durch Anschlüsse miteinander verbunden.

Konstruktion

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• Beispiel: Pfette

Beanspruchung

Sie trägt die von der Dachhaut weitergeleiteten Lasten auf die Rahmen ab.

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• Es entsteht ein statisches System mit Lasten

Beanspruchung

Durch die Dachneigung entsteht eine 2-axiale Belastung.

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Damit werden Schnittgrößen als Beanspruchung E berechenbar

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Das räumliche System mit Lasten und Auflagerreaktionen wird für die Hauptlastrichtung zu einem einfachen, ebenen Stabwerk, hier ein 2-Feldsystem.

Beanspruchung

V-Fläche

M-Fläche

Dies ist die Domäne der Statik

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• Die Beanspruchbarkeit R wird durch wissenschaftliche Untersuchungen ermittelt, z.B. die Tragfähigkeit eines plastizierenden Einfeldträgers

Beanspruchbarkeit

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• Die Beanspruchbarkeit R wird durch wissenschaftliche Untersuchungen ermittelt, z.B. die Tragfähigkeit eines plastizierenden Einfeldträgers

Beanspruchbarkeit

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Daraus entstehen Ingenieurmodelle, die Grenzzustände leicht berechenbar machen, hier das Modell der Gelenkkette mit „plastischen Gelenken“.

Durch Vergleich von Beanspruchung E und Beanspruchbarkeit Rwird der Tragsicherheitsnachweis geführt: E<R

Bemessung

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Grenzzustand „Einzelstabknicken“ am Beispiel Dachfachwerk

Weitere Grenzzustände

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Dies ist ein unangekündigtes, plötzliches Versagen!

Grenzzustand „Einzelstabknicken“ am Beispiel Dachfachwerk

Weitere Grenzzustände

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2. Knickform - symmetrisch

1. Knickform - antimetrisch

Auch ganze Tragsysteme können knicken und haben Knickformen, und zwar mehrere!

Weitere Grenzzustände

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Grenzzustand Biegedrillknicken am Beispiel Rahmen:

Auch dies ist ein unangekündigtes, plötzliches Versagen!

Weitere Grenzzustände

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Versagen von Anschlüssen, hier Schraubenanschluss einer Diagonalen

Weitere Grenzzustände

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Schweißpraktikum im Berufszentrum Kassel – Kosten 20,- €Termine: 13.1. und 27.1, evt. 10.2, 8:00 – 15:00, Anmeldung erforderlich

Externe Veranstaltung

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• Wir bieten 3 Übls an, die vorher besprochen werden. Letzter Abgabetermin

ist der 20.1.

• Das Schweißpraktikum zählt als eine Übl.

• Sie brauchen unbedingt den „Schneider“

• Weiterhin sind zu empfehlen:

- Kahlmeyer, Hebescheit, Vogt: Stahlbau nach EC3, Bundesanzeigerverlag

- Ch. Petersen: Stahlbau, Springer Verlag

Vorleistungen und was Sie brauchen