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Monitoring der Theodor-Heuss-Brücke zur messdatenbasierten LebensdauerprognoseSchartner, Maria, Sanio, David 08 November 2023 (has links)
Die Theodor-Heuss-Brücke in Düsseldorf ist die älteste Schrägseilbrücke Deutschlands. Seit ihrer Fertigstellung 1957 ist die Verkehrsbelastung stetig gestiegen. Wie bei vielen anderen Brücken mit orthotropen Fahrbahnplatten führte dies mit der Zeit zu Schäden. Aufgrund von Ermüdungsdefiziten, die eine Nachrechnung der Brücke zeigt, wurde ein Monitoringsystem aus über 80 Sensoren am Bauwerk installiert und über ein Jahr betrieben. Der Beitrag zeigt die Entwicklung des Monitoringkonzepts, seine Umsetzung und die Auswertung als Grundlage einer messdatenbasierten Lebensdauerprognose. Die Messdaten ermöglichen eine genauere Prognose der Restlebensdauer. Grundlage der Auswertungen ist ein messtechnisch validiertes numerisches Berechnungsmodell. Durch Verknüpfung der Messdaten mit den numerischen Berechnungen und historischen Verkehrszählungen werden Belastungshistorien und Ermüdungsschädigungen abgeleitet. Zudem leiten sich aus dem Monitoring weitere Erkenntnisse zum Tragverhalten ab, wie die temperaturabhängige mittragende Wirkung der Fahrbahn im Winter oder der dominierende Einfluss von Achslasten anstelle von Gesamtgewichten der Fahrzeuge. Die Auswertungen zeigen, dass für die meisten Tragelemente und Anschlüsse eine deutliche Verbesserung gegenüber der rechnerischen Prognose erreicht werden kann. Das Monitoring ist ein Baustein zum Erhalt historischer Bauwerke und erhöht die Genauigkeit in der Bewertung der Tragwerke.
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Ebene Seiltragwerke: Darstellung des Berechnungsmodells und Entwicklung eines Computerprogrammes zur SchnittgrößenberechnungWanke, Niklas 06 May 2024 (has links)
Der Einsatz von Seilen im Ingenieurbau ermöglicht häufig konkurrenzlos leichte, widerstandsfähige und zugleich wirtschaftliche Tragwerkslösungen. Voraussetzung hierfür ist eine wirklichkeitsnahe statische Bemessung der Seile.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines „Open Source“ Computerprogrammes für die Schnittgrößenberechnung ebener Seilsysteme an zwei Aufhängepunkten.
Dafür werden zunächst allgemeine und bemessungsrelevante Aspekte zum Bauteil Seil vorgestellt. Anschließend erfolgt die theoretische Herleitung von drei Berechnungsmodellen, welche für unterschiedliche Belastungsarten ausgelegt sind. Jedes dieser Berechnungsmodelle wird anhand eines praxisnahen Anwendungsbeispiels veranschaulicht. Auf Grundlage der theoretischen Herleitungen wird mithilfe der Mathematiksoftware „MATLAB“ ein Berechnungsprogramm für ebene Seiltragwerke entwickelt. Die Plausibilität dieses Programms wird durch Vergleichsrechnungen mit der Statiksoftware „RFEM“ im Rahmen einer Parameterstudie nachgewiesen.
Innerhalb der Plausibilitätskontrolle können größtenteils Abweichungen von weniger als 5 % erzielt werden. Einzelne Versuche zeigen größere Abweichungen. Hierfür werden die Ursachen erschlossen und behoben, bzw. Anwendungsgrenzen definiert, um eine sichere Verwendung des Programms zu gewährleisten.:1 Einführung 10
1.1 Seile im Bauwesen 10
1.2 Zielsetzung 11
1.3 Literaturüberblick und aktueller Wissensstand 12
2 Allgemeine Ausführungen zum Seil 13
2.1 Materialien 13
2.2 Herstellung 14
2.3 Eigenschaften von Drahtseilen 16
2.4 Anwendungsgebiete 27
2.5 Typische Einwirkungen 28
3 Theoretische Betrachtung 36
3.1 Berechnungsmodell für ebene Seiltragwerke 36
3.2 Seil unter Eigengewicht 39
3.3 Seil unter beliebiger vertikaler Belastung 54
3.4 Seil unter beliebiger Belastung in Seilebene 62
3.5 Seil unter reiner Zugbelastung 75
3.6 Biegesteifes Seil 75
3.7 Seil mit nichtlinearem Materialverhalten 77
4 Entwicklung eines Programms zur Berechnung ebener Seiltragwerke 79
4.1 Entwicklung des Programms 79
4.2 Plausibilitätskontrolle 86
5 Zusammenfassung und Ausblick 97
Anhang A: Auszug aus der Zulassung für eine 7-drähtige Spannstahllitze 101
Anhang B: Auszug aus der Zulassung für vorgefertigte Drahtseile 107
Anhang C: Produktdatenblatt Spiralseil 112
Anhang D: Programmcode „SEIL“ 113
Anhang E: Verzeichnis der verwendeten Variablen in Programm „SEIL“ 130
Anhang F: Berechnungsparameter RFEM 136
Anhang G: Übersicht Versuchsreihe zur Herleitung von Gl. 4.3 138
Literaturverzeichnis 141
Normenverzeichnis 144
Bildquellenverzeichnis 146 / The usage of cables for engineering often provides unparalleled lightweight, durable, and economically viable structural solutions. A prerequisite for that is a realistic static design of these cables.
The objective of this thesis is the development of an 'open source' computer program for calculating internal forces in planar cable systems with two support points.
To achieve this, general and design-relevant aspects for cables are initially presented. Subsequently, three calculation models, each designed for different types of loading, are theoretically derived. Each of these calculation models is demonstrated by a practical application example. Based on the theoretical derivations, a calculation program for planar cable structures is developed by using the software „MATLAB“. The plausibility of this program is verified by comparative calculations with the statics software „RFEM“ in the context of a parameter study.
Within the plausibility check, deviations of mostly less than 5% can be reached. A few tests show larger deviations. The causes for these are identified and emended, or application limits are defined to ensure the safe usage of the program.:1 Einführung 10
1.1 Seile im Bauwesen 10
1.2 Zielsetzung 11
1.3 Literaturüberblick und aktueller Wissensstand 12
2 Allgemeine Ausführungen zum Seil 13
2.1 Materialien 13
2.2 Herstellung 14
2.3 Eigenschaften von Drahtseilen 16
2.4 Anwendungsgebiete 27
2.5 Typische Einwirkungen 28
3 Theoretische Betrachtung 36
3.1 Berechnungsmodell für ebene Seiltragwerke 36
3.2 Seil unter Eigengewicht 39
3.3 Seil unter beliebiger vertikaler Belastung 54
3.4 Seil unter beliebiger Belastung in Seilebene 62
3.5 Seil unter reiner Zugbelastung 75
3.6 Biegesteifes Seil 75
3.7 Seil mit nichtlinearem Materialverhalten 77
4 Entwicklung eines Programms zur Berechnung ebener Seiltragwerke 79
4.1 Entwicklung des Programms 79
4.2 Plausibilitätskontrolle 86
5 Zusammenfassung und Ausblick 97
Anhang A: Auszug aus der Zulassung für eine 7-drähtige Spannstahllitze 101
Anhang B: Auszug aus der Zulassung für vorgefertigte Drahtseile 107
Anhang C: Produktdatenblatt Spiralseil 112
Anhang D: Programmcode „SEIL“ 113
Anhang E: Verzeichnis der verwendeten Variablen in Programm „SEIL“ 130
Anhang F: Berechnungsparameter RFEM 136
Anhang G: Übersicht Versuchsreihe zur Herleitung von Gl. 4.3 138
Literaturverzeichnis 141
Normenverzeichnis 144
Bildquellenverzeichnis 146
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Zweidimensionale Bewegungsformen in der VibrationsfördertechnikRisch, Thomas 03 March 2011 (has links) (PDF)
Vibrationsförderer gehören zur Gruppe der Stetigförderer und werden branchenübergreifend sowohl zur Schütt- als auch zur Stückgutförderung eingesetzt. Das Förderorgan eines Vibrationsförderers versetzt ein darauf befindliches Fördergut mittels kleiner periodischer Vibrationen in eine gerichtete Bewegung. Diese Gutbewegung wird anhand der mittleren Fördergeschwindigkeit charakterisiert und stellt eine wichtige Dimensionierungsgröße dar. Gleichzeitig dient die mittlere Fördergeschwindigkeit, neben einem ruhigen Laufverhalten des Gutes, als Beurteilungskriterium der Güte eines Vibrationsförderers.
Die fortschreitende Entwicklung bringt immer komplexere Geräte mit nahezu beliebigen zweidimensional ausgeformten Vibrationsbewegungen hervor, wobei diese gelegentlich auch unbeabsichtigt generiert werden. Die aus solchen Bewegungsformen resultierenden Fördergutreaktionen lassen sich mit bislang vorhandenen Berechnungsmodellen nicht beschreiben.
Die vorliegende Arbeit untersucht die Einflüsse zweidimensionaler Bewegungsformen eines Förderorgans auf die daraus resultierende Gutbewegung bei Vibrationsförderern. Diesbezüglich wurde ein numerisches Berechnungsmodell entwickelt, experimentell verifiziert und mit der nach dem Stand der Technik geläufigen Berechnungsvorschrift verglichen. Das entwickelte Modell diente weiterhin als Basis theoretischer Untersuchungen, insbesondere für 2D-Bewegungsformen 1. Ordnung. Aus den Untersuchungsergebnissen konnte schließlich eine für den Anwender praktikable und erweiterte Berechnungsvorschrift abgeleitet werden. / Vibratory conveyors belong to the group of continuous conveyors and are inter-divisionally deployed for the conveyance of bulk and piece goods. The conveyor organ of a vibratory conveyor moves thereupon placed conveyed goods by means of small periodical vibrations in a directed movement. This movement of the goods is characterized via medium conveying speed and describes an important rating dimension. Next to a stable running performance of the goods, the medium conveying speed acts at the same time as an assessment criterion for the quality of a vibratory conveyor.
The progressing development produces more and more complex devices with almost any two-dimensionally formed vibrating movements, which are, however, sometimes generated unintentionally. Reactions of conveying goods resulting from such movement patterns cannot be described with the so far existing analytical models.
The dissertation at hand analyses the influence of two-dimensional movement patterns of a conveyor organ on the resulting movement of the goods when using vibratory conveyors. Concerning this matter, a numerical analytical model was developed, experimentally verified and, according to the calculation rule, compared to the state of the technology. The developed model provided furthermore a basis for theoretical research, here especially for 2D movement patterns of first order. Finally, a practicable and extended calculation rule could be deduced from the research results.
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Entwicklung eines wissensbasierten modularen Verfahrens zur Beurteilung der thermischen Verkrümmung von IndustriedampfturbinengehäusenHeße, Christian 05 April 2011 (has links) (PDF)
Thermische Gehäuseverkrümmungen spielen bei der Dimensionierung von radialen Spielen in Industriedampfturbinen eine große Rolle. Die zuverlässige Vorausberechnung der Gehäuseverkrümmung ist wichtig, um einerseits möglichst kleine Spiele und damit hohe innere Wirkungsgrade erzielen zu können und andererseits Schäden in Folge von Spielüberbrückungen auszuschließen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Gehäuseverkrümmung mit analytischen Methoden und mit Hilfe von 3D-FE-Analysen untersucht.
Eine neue semi-analytische Berechnungsmethode auf Basis eines Stufenkörpermodells wurde entwickelt. Damit lassen sich komplexe Geometrien und unterschiedliche thermische Randbedingungen berücksichtigen. Der Einfluss von Rotationsasymmetrien auf die Verkrümmung wurde mit Hilfe einer FE-Parameterstudie untersucht und in Form von Einflussfaktoren in das Modell integriert. Im Vergleich zu vereinfachten FE-Modellen und zu gemessenen Verkrümmungen an realen Turbinengehäusen zeigt das semi-analytische Modell eine gute Übereinstimmung.
Weiterhin wurde das Verkrümmungsverhalten von Industriedampfturbinengehäusen mit Hilfe von 3D-FE-Analysen untersucht. Durch Abgleich von gemessenen und simulierten Temperaturen und Verformungen konnten Erkenntnisse zum Modellaufbau gesammelt werden. Da die thermischen Randbedingungen bei der Simulation von Gehäuseverkrümmungen von größter Bedeutung sind und Defizite beim Wissensstand zum Wärmeübergang erkannt wurden, sind umfangreiche Messungen des Wärmeübergangskoeffizienten durchgeführt worden. Damit wurde ein Beitrag geleistet, FE-Analysen zukünftig auch bei Dimensionierungs- und Auslegungsfragen einsetzen zu können.
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Entwicklung eines wissensbasierten modularen Verfahrens zur Beurteilung der thermischen Verkrümmung von IndustriedampfturbinengehäusenHeße, Christian 18 March 2011 (has links)
Thermische Gehäuseverkrümmungen spielen bei der Dimensionierung von radialen Spielen in Industriedampfturbinen eine große Rolle. Die zuverlässige Vorausberechnung der Gehäuseverkrümmung ist wichtig, um einerseits möglichst kleine Spiele und damit hohe innere Wirkungsgrade erzielen zu können und andererseits Schäden in Folge von Spielüberbrückungen auszuschließen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Gehäuseverkrümmung mit analytischen Methoden und mit Hilfe von 3D-FE-Analysen untersucht.
Eine neue semi-analytische Berechnungsmethode auf Basis eines Stufenkörpermodells wurde entwickelt. Damit lassen sich komplexe Geometrien und unterschiedliche thermische Randbedingungen berücksichtigen. Der Einfluss von Rotationsasymmetrien auf die Verkrümmung wurde mit Hilfe einer FE-Parameterstudie untersucht und in Form von Einflussfaktoren in das Modell integriert. Im Vergleich zu vereinfachten FE-Modellen und zu gemessenen Verkrümmungen an realen Turbinengehäusen zeigt das semi-analytische Modell eine gute Übereinstimmung.
Weiterhin wurde das Verkrümmungsverhalten von Industriedampfturbinengehäusen mit Hilfe von 3D-FE-Analysen untersucht. Durch Abgleich von gemessenen und simulierten Temperaturen und Verformungen konnten Erkenntnisse zum Modellaufbau gesammelt werden. Da die thermischen Randbedingungen bei der Simulation von Gehäuseverkrümmungen von größter Bedeutung sind und Defizite beim Wissensstand zum Wärmeübergang erkannt wurden, sind umfangreiche Messungen des Wärmeübergangskoeffizienten durchgeführt worden. Damit wurde ein Beitrag geleistet, FE-Analysen zukünftig auch bei Dimensionierungs- und Auslegungsfragen einsetzen zu können.
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Schubdübel – Shear Lugs - Ein Modell zur Berechnung von Einbauteilen mit Schubdübeln / Shear Lugs – A model to analyse Fastenings with shear lugsMichler, Harald 11 June 2007 (has links) (PDF)
An der TU Dresden wurde eine Forschungsarbeit zur experimentell-theoretischen Analyse des Tragverhaltens von Verankerungen durchgeführt, die hauptsächlich zur oberflächenparallelen Einleitung großer Schubkräfte in einen Betongrund ausgelegt sind. Diese Verankerungen ermöglichen die Übertragung einer großen Querkraftbe¬anspruchung mit geringer Exzentrizität zur Oberfläche, die mit einer Normalbean¬spruchung in Zug- oder Druckrichtung kombiniert werden kann. Die wesentlichen Grundelemente sind zumindest ein Schubdübel, ein Zuganker und eine Grundplatte, mehrere Schubdübel oder Anker können vorhanden sein. Der quaderförmige Schub¬dübel überträgt die Kraft in den Beton. Die angreifenden Lastmomente und das Moment aus der exzentrischen Einleitung der Schublast werden in ein vor und hinter dem Dübel wirkendes Kräftepaar zerlegt. Die Zugkomponente wird dem Zuganker in Form eines Kopfbolzendübels zugewiesen. Die Grundplatte verbindet die lastseitige Befestigungskonstruktion mit den lastübertragenden Bauteilen Schubdübel und Zug¬anker. Gleichzeitig kann die Grundplatte in den Beton eingelassen sein und überträgt dann ebenfalls Schublasten. Die Lastabtragung und das Verhalten der Einbauteile im Versuch wurden analysiert. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Last-Verschiebungslinie, die die Lastüber¬tragung charakterisiert. Ziel war es, ein Bemessungskonzept zur Dimensionierung der Schubdübel zu erarbeiten. Um die im Versuch erkennbare maßgebende Beein¬flussung der Lastübertragungskapazität durch den sich einstellenden Verformungs¬zustand eingehender untersuchen zu können, wurde der Versuch mit finiten Elemen¬ten abgebildet. So war es möglich, in einem ersten Schritt Lastübertragungskapazitä¬ten für unverformte Systeme zu ermitteln, die praktisch im Versuch nicht oder nur extrem aufwändig realisiert werden könnten. In einem zweiten Schritt kann dann der Einfluss der Verformung berücksichtigt werden. Hierbei können die Parameter ge¬nauer und vielschichtiger variiert werden als dies bei den relativ aufwändigen Versu¬chen rein quantitativ möglich war. Das in dieser Arbeit vorgestellte Berechnungsver¬fahren liefert neben der maximal aufnehmbaren Schubbeanspruchung geometrisch beliebiger Einbauteile auch die Beanspruchbarkeit einzelner Baugruppen und erlaubt es zu beurteilen, inwieweit die einzelnen Lastübertragungsmechanismen additiv oder alternativ wirksam sind. Das Verfahren gibt Auskunft über das zu erwartende lastabhängige Verhalten der Einbauteile inklusive der Vorhersage von Teilversagens¬zuständen. Das Potential der Befestigungssysteme zur Übertragung großer Schublasten ist durch die Aufsplittung der Lastkomponenten und Übertragung durch spezialisierte Bauteile begründet. Diese können in ihrer Beschaffenheit den Erfordernissen optimal angepasst werden. Einsatzgebiete für diese Befestigungen sind alle konzentrierten Lasteinleitungen oder Montagestöße zwischen Betonbauteilen oder Stahl-Holz-Kon¬struktionen auf der einen und Betonelementen auf der anderen Seite. Neben der Auflagerung von Trägern oder Fassadenelementen ist vor allem auch an die Ertüchti¬gung und Verstärkung bestehender Betonbauteile durch zusätzliche Stahlkonstrukti¬onen zu denken. / An experimental and theoretical analysis of the behaviour of complex shear loaded fastenings was carried out at Dresden University of Technology. The main focus was on applications which introduce a great amount of shear load value parallel to the surface into a concrete base using a stell shear lug. The behaviour of these special fixings is presented as the result of the finished research program. Structures, as shown in the opposite figure, are able to transmit high values of shear loads to the anchor ground. An additional loading of normal force und bending moment is suitable, but will only be supposed to cover the necessary tolerance and off centre condition of the fixture parts. The advantage of fastening with shear lugs is based on the splitting of the load transfer into different components. The shear lug/lugs caries/carry the shear load, and the tie bar itself only balances the system by tension load due to moment loading and normal loading. Thusall loads are transferred by highly specialized components. If the base plate is embedded, there will be a shear load transferred in front of the base plate, too. The load carrying behaviour of the fastenings in the experiments is analyzed. Here, the load-displacement relationship is of special importance . This thesis aims at elaborating a dimensioning concept for the design of shear lugs. The tests show a decisive influence of the movements – displacements as well as rotations – of the fastenings to the load carrying capacity. In order to to be able to examine this behaviour, the experiment is redesigned by finite elements. In a first step it is therefore possible to examine fastenings without movements based on the anchor bolt stiffness. In a second step, the influence of the deformation can be explored. Here, the parameters can be varied more exactly and in a more complex way than this is possible in terms of quantity with the comparetively extensive test setup. The calculation method being introduced here does not only supply the maximum shear load transfer capacity of the hole fastening system, a system with free geometries, but also shows the partial shear load transfer capacity of the individual parts of the unit. This method is a means of predicting the load-related behaviour of the fastenings to be expected, including the forecast of partial failure states. As a result, a suggestion for the design of the fittings is shown. This design can be applied to all fittings by splitting the different load components to especially provided anchor elements. The design resistance and behaviour of the fastenings is estimated, depending on different geometries and stiffness conditions of the lug. Different strength classes of the concrete as well as different load combinations are taken into consideration. First examples from building sites are also available.
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Zweidimensionale Bewegungsformen in der VibrationsfördertechnikRisch, Thomas 24 February 2011 (has links)
Vibrationsförderer gehören zur Gruppe der Stetigförderer und werden branchenübergreifend sowohl zur Schütt- als auch zur Stückgutförderung eingesetzt. Das Förderorgan eines Vibrationsförderers versetzt ein darauf befindliches Fördergut mittels kleiner periodischer Vibrationen in eine gerichtete Bewegung. Diese Gutbewegung wird anhand der mittleren Fördergeschwindigkeit charakterisiert und stellt eine wichtige Dimensionierungsgröße dar. Gleichzeitig dient die mittlere Fördergeschwindigkeit, neben einem ruhigen Laufverhalten des Gutes, als Beurteilungskriterium der Güte eines Vibrationsförderers.
Die fortschreitende Entwicklung bringt immer komplexere Geräte mit nahezu beliebigen zweidimensional ausgeformten Vibrationsbewegungen hervor, wobei diese gelegentlich auch unbeabsichtigt generiert werden. Die aus solchen Bewegungsformen resultierenden Fördergutreaktionen lassen sich mit bislang vorhandenen Berechnungsmodellen nicht beschreiben.
Die vorliegende Arbeit untersucht die Einflüsse zweidimensionaler Bewegungsformen eines Förderorgans auf die daraus resultierende Gutbewegung bei Vibrationsförderern. Diesbezüglich wurde ein numerisches Berechnungsmodell entwickelt, experimentell verifiziert und mit der nach dem Stand der Technik geläufigen Berechnungsvorschrift verglichen. Das entwickelte Modell diente weiterhin als Basis theoretischer Untersuchungen, insbesondere für 2D-Bewegungsformen 1. Ordnung. Aus den Untersuchungsergebnissen konnte schließlich eine für den Anwender praktikable und erweiterte Berechnungsvorschrift abgeleitet werden. / Vibratory conveyors belong to the group of continuous conveyors and are inter-divisionally deployed for the conveyance of bulk and piece goods. The conveyor organ of a vibratory conveyor moves thereupon placed conveyed goods by means of small periodical vibrations in a directed movement. This movement of the goods is characterized via medium conveying speed and describes an important rating dimension. Next to a stable running performance of the goods, the medium conveying speed acts at the same time as an assessment criterion for the quality of a vibratory conveyor.
The progressing development produces more and more complex devices with almost any two-dimensionally formed vibrating movements, which are, however, sometimes generated unintentionally. Reactions of conveying goods resulting from such movement patterns cannot be described with the so far existing analytical models.
The dissertation at hand analyses the influence of two-dimensional movement patterns of a conveyor organ on the resulting movement of the goods when using vibratory conveyors. Concerning this matter, a numerical analytical model was developed, experimentally verified and, according to the calculation rule, compared to the state of the technology. The developed model provided furthermore a basis for theoretical research, here especially for 2D movement patterns of first order. Finally, a practicable and extended calculation rule could be deduced from the research results.
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Schubdübel – Shear Lugs - Ein Modell zur Berechnung von Einbauteilen mit SchubdübelnMichler, Harald 15 December 2006 (has links)
An der TU Dresden wurde eine Forschungsarbeit zur experimentell-theoretischen Analyse des Tragverhaltens von Verankerungen durchgeführt, die hauptsächlich zur oberflächenparallelen Einleitung großer Schubkräfte in einen Betongrund ausgelegt sind. Diese Verankerungen ermöglichen die Übertragung einer großen Querkraftbe¬anspruchung mit geringer Exzentrizität zur Oberfläche, die mit einer Normalbean¬spruchung in Zug- oder Druckrichtung kombiniert werden kann. Die wesentlichen Grundelemente sind zumindest ein Schubdübel, ein Zuganker und eine Grundplatte, mehrere Schubdübel oder Anker können vorhanden sein. Der quaderförmige Schub¬dübel überträgt die Kraft in den Beton. Die angreifenden Lastmomente und das Moment aus der exzentrischen Einleitung der Schublast werden in ein vor und hinter dem Dübel wirkendes Kräftepaar zerlegt. Die Zugkomponente wird dem Zuganker in Form eines Kopfbolzendübels zugewiesen. Die Grundplatte verbindet die lastseitige Befestigungskonstruktion mit den lastübertragenden Bauteilen Schubdübel und Zug¬anker. Gleichzeitig kann die Grundplatte in den Beton eingelassen sein und überträgt dann ebenfalls Schublasten. Die Lastabtragung und das Verhalten der Einbauteile im Versuch wurden analysiert. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Last-Verschiebungslinie, die die Lastüber¬tragung charakterisiert. Ziel war es, ein Bemessungskonzept zur Dimensionierung der Schubdübel zu erarbeiten. Um die im Versuch erkennbare maßgebende Beein¬flussung der Lastübertragungskapazität durch den sich einstellenden Verformungs¬zustand eingehender untersuchen zu können, wurde der Versuch mit finiten Elemen¬ten abgebildet. So war es möglich, in einem ersten Schritt Lastübertragungskapazitä¬ten für unverformte Systeme zu ermitteln, die praktisch im Versuch nicht oder nur extrem aufwändig realisiert werden könnten. In einem zweiten Schritt kann dann der Einfluss der Verformung berücksichtigt werden. Hierbei können die Parameter ge¬nauer und vielschichtiger variiert werden als dies bei den relativ aufwändigen Versu¬chen rein quantitativ möglich war. Das in dieser Arbeit vorgestellte Berechnungsver¬fahren liefert neben der maximal aufnehmbaren Schubbeanspruchung geometrisch beliebiger Einbauteile auch die Beanspruchbarkeit einzelner Baugruppen und erlaubt es zu beurteilen, inwieweit die einzelnen Lastübertragungsmechanismen additiv oder alternativ wirksam sind. Das Verfahren gibt Auskunft über das zu erwartende lastabhängige Verhalten der Einbauteile inklusive der Vorhersage von Teilversagens¬zuständen. Das Potential der Befestigungssysteme zur Übertragung großer Schublasten ist durch die Aufsplittung der Lastkomponenten und Übertragung durch spezialisierte Bauteile begründet. Diese können in ihrer Beschaffenheit den Erfordernissen optimal angepasst werden. Einsatzgebiete für diese Befestigungen sind alle konzentrierten Lasteinleitungen oder Montagestöße zwischen Betonbauteilen oder Stahl-Holz-Kon¬struktionen auf der einen und Betonelementen auf der anderen Seite. Neben der Auflagerung von Trägern oder Fassadenelementen ist vor allem auch an die Ertüchti¬gung und Verstärkung bestehender Betonbauteile durch zusätzliche Stahlkonstrukti¬onen zu denken. / An experimental and theoretical analysis of the behaviour of complex shear loaded fastenings was carried out at Dresden University of Technology. The main focus was on applications which introduce a great amount of shear load value parallel to the surface into a concrete base using a stell shear lug. The behaviour of these special fixings is presented as the result of the finished research program. Structures, as shown in the opposite figure, are able to transmit high values of shear loads to the anchor ground. An additional loading of normal force und bending moment is suitable, but will only be supposed to cover the necessary tolerance and off centre condition of the fixture parts. The advantage of fastening with shear lugs is based on the splitting of the load transfer into different components. The shear lug/lugs caries/carry the shear load, and the tie bar itself only balances the system by tension load due to moment loading and normal loading. Thusall loads are transferred by highly specialized components. If the base plate is embedded, there will be a shear load transferred in front of the base plate, too. The load carrying behaviour of the fastenings in the experiments is analyzed. Here, the load-displacement relationship is of special importance . This thesis aims at elaborating a dimensioning concept for the design of shear lugs. The tests show a decisive influence of the movements – displacements as well as rotations – of the fastenings to the load carrying capacity. In order to to be able to examine this behaviour, the experiment is redesigned by finite elements. In a first step it is therefore possible to examine fastenings without movements based on the anchor bolt stiffness. In a second step, the influence of the deformation can be explored. Here, the parameters can be varied more exactly and in a more complex way than this is possible in terms of quantity with the comparetively extensive test setup. The calculation method being introduced here does not only supply the maximum shear load transfer capacity of the hole fastening system, a system with free geometries, but also shows the partial shear load transfer capacity of the individual parts of the unit. This method is a means of predicting the load-related behaviour of the fastenings to be expected, including the forecast of partial failure states. As a result, a suggestion for the design of the fittings is shown. This design can be applied to all fittings by splitting the different load components to especially provided anchor elements. The design resistance and behaviour of the fastenings is estimated, depending on different geometries and stiffness conditions of the lug. Different strength classes of the concrete as well as different load combinations are taken into consideration. First examples from building sites are also available.
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