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Untersuchungen zur Tragfähigkeit von Sandwichelementen mit Öffnungen

Rädel, Felicitas (2013)
Untersuchungen zur Tragfähigkeit von Sandwichelementen mit Öffnungen.
Technische Universität Darmstadt, TU Darmstadt, Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik
Dissertation, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, das Tragverhalten von Sandwichelementen mit Öffnungen zu untersuchen und darauf aufbauend Berechnungsmodelle zu entwickeln, die eine wirtschaftliche und sichere Bemessung solcher Bauteile ermöglichen. Bisherige diesbezügliche Untersuchungen beschränken sich im Wesentlichen auf kleine, zur Bauteilachse zentrisch liegende, Öffnungen in Sandwichelementen mit quasi-ebenen Deckschichten. Im Rahmen der Arbeit werden erstmals Dachelemente mit profilierten Deckschichten und Öffnungen untersucht. Wegen der profilierten Deckschicht und des damit verbundenen unterschiedlichen Lastabtrags sind hier neue Berechnungsmodelle notwendig. Auf Grundlage zahlreicher Bauteilversuche und neu entwickelter numerischer Modelle, welche die Ermittlung der Tragfähigkeit einschließlich des Knitter- bzw. Schubversagens ermöglichen, werden Berechnungsmodelle für die Biege- und die Schubtragfähigkeit von Sandwichdachelementen mit Öffnungen vorgestellt. Für Elemente mit quasi-ebenen Deckschichten und kleinen Öffnungen existieren bereits Berechnungsansätze. Diese werden im Rahmen der Arbeit modifiziert und auf exzentrisch liegende Öffnungen, welche auch Bauteillängsachsen schneiden können, erweitert. Sobald das geschwächte Element selbst nicht mehr in der Lage ist, die Lasten abzutragen, können Nachbarelemente zum Lastabtrag mit herangezogen werden. Die Übertragung der Lasten über die Längsfuge sowie die Lastverteilung im exzentrisch belasteten Nachbarelement werden detailliert untersucht. Abschließend werden aufbauend auf diesen Untersuchungen und weiteren Bauteilversuchen Berechnungsmodelle für Elemente mit großen Öffnungen und unterschiedlichen Verstärkungsmaßnahmen vorgestellt.

Typ des Eintrags: Dissertation
Erschienen: 2013
Autor(en): Rädel, Felicitas
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: Untersuchungen zur Tragfähigkeit von Sandwichelementen mit Öffnungen
Sprache: Deutsch
Referenten: Lange, Prof. Dr. Jörg ; Naujoks, Prof. Dr. Bernd ; Schneider, Prof. Dr. Jens
Publikationsjahr: 2013
Ort: Darmstadt
Reihe: Veröffentlichung des Instituts für Stahlbau und Werkstoffmechanik der Technischen Universität Darmstadt
Band einer Reihe: 102
Kollation: 152 Seiten
Datum der mündlichen Prüfung: 1 November 2013
Kurzbeschreibung (Abstract):

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, das Tragverhalten von Sandwichelementen mit Öffnungen zu untersuchen und darauf aufbauend Berechnungsmodelle zu entwickeln, die eine wirtschaftliche und sichere Bemessung solcher Bauteile ermöglichen. Bisherige diesbezügliche Untersuchungen beschränken sich im Wesentlichen auf kleine, zur Bauteilachse zentrisch liegende, Öffnungen in Sandwichelementen mit quasi-ebenen Deckschichten. Im Rahmen der Arbeit werden erstmals Dachelemente mit profilierten Deckschichten und Öffnungen untersucht. Wegen der profilierten Deckschicht und des damit verbundenen unterschiedlichen Lastabtrags sind hier neue Berechnungsmodelle notwendig. Auf Grundlage zahlreicher Bauteilversuche und neu entwickelter numerischer Modelle, welche die Ermittlung der Tragfähigkeit einschließlich des Knitter- bzw. Schubversagens ermöglichen, werden Berechnungsmodelle für die Biege- und die Schubtragfähigkeit von Sandwichdachelementen mit Öffnungen vorgestellt. Für Elemente mit quasi-ebenen Deckschichten und kleinen Öffnungen existieren bereits Berechnungsansätze. Diese werden im Rahmen der Arbeit modifiziert und auf exzentrisch liegende Öffnungen, welche auch Bauteillängsachsen schneiden können, erweitert. Sobald das geschwächte Element selbst nicht mehr in der Lage ist, die Lasten abzutragen, können Nachbarelemente zum Lastabtrag mit herangezogen werden. Die Übertragung der Lasten über die Längsfuge sowie die Lastverteilung im exzentrisch belasteten Nachbarelement werden detailliert untersucht. Abschließend werden aufbauend auf diesen Untersuchungen und weiteren Bauteilversuchen Berechnungsmodelle für Elemente mit großen Öffnungen und unterschiedlichen Verstärkungsmaßnahmen vorgestellt.

Alternatives oder übersetztes Abstract:
Alternatives AbstractSprache

The aim of this thesis is the analysis of the behaviour of sandwich panels with openings and the development of easy to use calculation models for the load bearing capacity of such sandwich panel structures. All existing models are limited to small openings in panels with flat faces. In this report openings in panels with profiled faces are analysed for the first time. Due to the profiled face there exists a different load transfer which requires new calculation models. Based on experimental and numerical investigations calculation models for the load bearing capacity of roof panels with openings regarding the bending moment and the shear force are presented. For sandwich panels with flat faces and small openings there already exist calculation models. In this report these models are modified and expanded to eccentric openings which can cross the longitudinal joint of the panels. If the weakend panel is not able to transfer the loads by it‘s own neighbouring panels can be used for the load transfer. The transfer of the loads to the neighbouring panel and the distribution of the load in the eccentric loaded neighbouring panel are analysed in detail. Based on this analysis and further experimental investigations calculation models for panels with large openings and different kind of frame structures are presented.

Englisch
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik > Fachgebiet Stahlbau
Hinterlegungsdatum: 21 Nov 2024 09:59
Letzte Änderung: 26 Nov 2024 08:41
PPN: 335469051
Referenten: Lange, Prof. Dr. Jörg ; Naujoks, Prof. Dr. Bernd ; Schneider, Prof. Dr. Jens
Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: 1 November 2013
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