Formoptimierung außermittig belasteter Stützen – Theorie und experimentelle Verifizierung

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

Abstract

Bei der Formoptimierung wird die äußere Gestalt eines Bauteils entsprechend dem vorherrschenden Kraftfluss gewählt. Hierdurch lassen sich bei gleichem Materialeinsatz große Laststeigerungen erzielen bzw. bei gleicher Tragfähigkeit hohe Materialeinsparungen. Im vorliegenden Beitrag wird eine Formoptimierung für außermittig beanspruchte Stützen vorgestellt, bei denen die Biegebeanspruchung aus einer Rahmenwirkung des Tragsystems resultiert. Dies ist z. B. in Randstützen typischer Stahlbetonskelettbauten der Fall, wie sie üblicherweise bei Wohn- und Geschäftshäusern zum Einsatz kommen. Das im Beitrag vorgestellte Formoptimierungsverfahren kann auf Stützen mit einem beliebigen Verhältnis von Momenten- zu Normalkraftbeanspruchung angewendet werden, unter Voraussetzung eines eintretenden Materialversagens. Ergebnisse zur Formoptimierung bei einem Stabilitätsversagen wurden für zentrisch gedrückte Stützen bereits gesondert veröffentlicht. Die Optimierung selbst erfolgt iterativ an einer über die Höhe segmentierten Stütze unter dem Kriterium, einen gleichmäßigen Spannungszustand im Bauteil zu erreichen. Mithilfe einer experimentellen Überprüfung an 3,3 m hohen Stützen konnte das gewählte Berechnungs- und Optimierungsverfahren verifiziert werden. Neben den Versagenslasten wurden an ausgewählten Punkten zudem die Betondehnungen sowie das Verformungsverhalten analysiert und bewertet.

Details

OriginalspracheDeutsch
Seiten (von - bis)182-191
Seitenumfang10
FachzeitschriftBeton- und Stahlbetonbau
Jahrgang118
Ausgabenummer3
Frühes Online-Datum1 Feb. 2023
PublikationsstatusVeröffentlicht - März 2023
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

unpaywall 10.1002/best.202200116
Mendeley 03c546a3-99e2-319b-bae8-5b0a895dc510
WOS 000924407600001
ORCID /0000-0002-8976-6680/work/142236490
ORCID /0000-0002-1596-7164/work/142255660

Schlagworte

Forschungsprofillinien der TU Dresden

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Schlagwörter

  • columns, eccentric loading, experiment, frame structure, moment-normal force interaction, non-linearity, pressure members, shape optimisation, columns, eccentric loading, experiment, frame structure, moment-normal force interaction, non-linearity, pressure members, shape optimisation, Non-linearity, Experiment, Columns, Shape optimisation, Frame structure, Pressure members, Eccentric loading, Moment-normal force interaction

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