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