Techn. University, Diss., 2006--München.

Zugl.: Kassel, Univ., Diss., 2004 / Download lizenzpflichtig

Techn. Universiẗat, Diss., 2005--München.

Techn. Universiẗat, Diss., 2000--Berlin.

Universiẗat, Diss., 2001--Jena.

Universiẗat, Diss., 2004--Kassel. / Download lizenzpflichtig.

Zugl.: Erlangen, Nürnberg, Univ., Diss., 2005

Zugl.: Wuppertal, Univ., Diss.

In dieser Arbeit wurden das Kreislinienmodell und das Kreisringmodell zur Berechnung der Spannungsverteilung in kreisringförmigen Querschnitten mit Öffnungen und versagender Zugzone untersucht. Beide Modelle wurden auf den spezifischen Fall des Schornsteins des Salinemuseums in Halle angewendet, ein markantes Beispiel für eine kreisringförmige Struktur mit Öffnung. Es wurde festgestellt, dass das Kreislinienmodell in bestimmten Bereichen auf der unsicheren Seite liegt und eine geringere Spannung aufweist als das Kreisringmodell. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass das Kreislinienmodell einen kleineren Wertebereich hat und die Spannungen somit früher asymptotisch ansteigen. Die Kraftbeiwertmethode wurde zur Ermittlung der Windlasten genutzt und der Lagrange-Algorithmus wurde mit gemessenen Ausmitten zur Beschreibung der Exzentrizität des Schornsteins verwendet.:Aufgabenstellung I Kurzfassung III Abstract III Definitionsverzeichnis VII 1 Einleitung 1 2 Theoretische Grundlagen 3 2.1 Lastannahmen am Mauerwerksschornstein 3 2.2 Bedeutung von Modellen 34 2.3 Annahmen die getroffen werden 36 2.4 Umgang mit vollkommen versagender Zugzone 37 2.5 Verwendung von Polarkoordinaten für Kreisquerschnitte 39 2.6 Ermittlung der Nulllinie 43 2.7 Spannungsermittlung am Kreis bei versagender Zugzone 45 2.8 Spannungsermittlung am Kreisring bei versagender Zugzone 50 2.9 Spannungsermittlung an der Kreislinie bei versagender Zugzone 54 3 Spannungsermittlung bei versagender Zugzone an geöffneten Kreisquerschnitten 59 3.1 Spannungsermittlung bei versagender Zugzone am geöffneten Kreisring 59 3.2 Spannungsermittlung an der geöffneten Kreislinie bei versagender Zugzone 79 3.3 Labilitätszahl und Berechnung nach Zheorie II. Ordnung 85 3.4 Nachweis der hergeleiteten Flächenmomente 88 3.5 Berechnungshilfsmittel 97 4 Anwendung und Vergleich der Kreismodelle 111 4.1 Anwendung auf den Schornstein S-1 112 4.2 Nachweise mit dem Kreisringmodell 125 4.3 Spannungsunterschiede der Modelle 131 5 Gegenüberstellung der Ergebnisse 135 5.1 Unterschiedliche Öffnungsbreiten 135 5.2 Anwendungsfall Salineschornstein 137 6 Fazit 139 Literaturverzeichnis 141 Anhang 145 / This work investigated the circle line model and the circular ring model for calculating the stress distribution in circular cross-sections with openings and failing tension zone. Both models were applied to the specific case of the Saline chimney in Halle, a prominent example of a circular ring structure with an opening. It was found that the circle line model is on the unsafe side in certain areas and has a lower tension than the circular ring model. Furthermore, it was observed that the circle line model has a smaller range of values, causing the stresses to increase asymptotically earlier. The force coefficient method was used to determine the wind loads, and the Lagrange algorithm was used with measured offsets to describe the eccentricity of the chimney.:Aufgabenstellung I Kurzfassung III Abstract III Definitionsverzeichnis VII 1 Einleitung 1 2 Theoretische Grundlagen 3 2.1 Lastannahmen am Mauerwerksschornstein 3 2.2 Bedeutung von Modellen 34 2.3 Annahmen die getroffen werden 36 2.4 Umgang mit vollkommen versagender Zugzone 37 2.5 Verwendung von Polarkoordinaten für Kreisquerschnitte 39 2.6 Ermittlung der Nulllinie 43 2.7 Spannungsermittlung am Kreis bei versagender Zugzone 45 2.8 Spannungsermittlung am Kreisring bei versagender Zugzone 50 2.9 Spannungsermittlung an der Kreislinie bei versagender Zugzone 54 3 Spannungsermittlung bei versagender Zugzone an geöffneten Kreisquerschnitten 59 3.1 Spannungsermittlung bei versagender Zugzone am geöffneten Kreisring 59 3.2 Spannungsermittlung an der geöffneten Kreislinie bei versagender Zugzone 79 3.3 Labilitätszahl und Berechnung nach Zheorie II. Ordnung 85 3.4 Nachweis der hergeleiteten Flächenmomente 88 3.5 Berechnungshilfsmittel 97 4 Anwendung und Vergleich der Kreismodelle 111 4.1 Anwendung auf den Schornstein S-1 112 4.2 Nachweise mit dem Kreisringmodell 125 4.3 Spannungsunterschiede der Modelle 131 5 Gegenüberstellung der Ergebnisse 135 5.1 Unterschiedliche Öffnungsbreiten 135 5.2 Anwendungsfall Salineschornstein 137 6 Fazit 139 Literaturverzeichnis 141 Anhang 145

The anisotropic behavior of a rock mass with persistent and planar joint sets is mainly governed by the geometrical and mechanical characteristics of the joints. The aim of the study is to develop a continuum-based approach for simulation of multi jointed geomaterials. There are two available numerical techniques for the strain-stress analysis of rock masses: continuum-based methods and discontinuum based methods. Joints are simulated explicitly in discontinuous methodology. This technique provides a more accurate description for the behavior of a rock mass. However, in some projects, the explicit definition becomes impractical, especially with increasing number of joints. Besides, the calculation efficiency will be significant reduced as the number of joints increases within the model. Considering the above mentioned shortcomings of the discontinuous method, the continuum-based approach is widely used in rock mechanics. Within the continuum methods, the discontinuities are regarded as smeared cracks in an implicit manner and all the joint parameters are incorporated into the equivalent constitutive equations. A new equivalent continuum model, called multi-joint model, is developed for jointed rock masses which may contain up to three arbitrary persistent joint sets. The Mohr-Coulomb yield criterion is used to check failure of the intact rock and the joints. The proposed model has solved the issue of multiple plasticity surfaces involved in this approach combined with multiple failure mechanisms. The multi-joint model is implemented into FLAC and is verified against the distinct element method (UDEC), analytical solutions, and experimental data. Uniaxial compression tests with artificial rock-like material (gypsum) are carried out in the laboratory in order to verify the developed constitutive model and to investigate the behavior of jointed specimen. Samples with two crossing joints covering more than 20 angle configurations and two different property sets were prepared and tested. Simulation results are in good agreement with experimental observations. The developed model is applied to two potential practical applications: the stability analysis of a slope and a tunnel under different stress conditions. Finally, the main achievements of the whole PhD study are summarized and future research work is proposed.