Zur Berechnung des Erd- und Auflastdrucks auf Winkelstützwände im Gebrauchszustand

Publikation: Hochschulschrift/AbschlussarbeitDissertation

Beitragende

  • Michael Arnold - (Autor:in)

Abstract

Um die Gebrauchstauglichkeit sowie die Dauerhaftigkeit von Stützkonstruktionen sicherstellen zu können, müssen die charakteristischen, im Gebrauchszustand auftretenden Einwirkungen auf das Tragwerk bekannt sein. Von wesentlicher Bedeutung bei der Berechnung von Winkelstützwänden sind dabei der Erddruck auf den Vertikalschenkel und der Auflastdruck der Hinterfüllung auf den erdseitigen Horizontalschenkel. \n\nEs wurden Modellversuche ausgeführt, in denen mit einem maßstäblichen Modell die Simulation von Errichtung und Hinterfüllung der Wand sowie der anschließenden Oberflächenbelastung der Hinterfüllung erfolgte. Dabei konnten die Verformungen des Vertikalschenkels sowie die Ausbildung des Erd- und Auflastdrucks gemessen werden. \n\nDie gewonnen Daten wurden genutzt, um ein dreidimensionales FE-Modell zu überprüfen. Dieses Modell ermöglichte die Berücksichtigung versuchstechnischer Einflüsse und konnte dadurch die Ergebnisse der Versuche sehr gut nachvollziehen. Damit wurde insbesondere die Eignung des verwendeten hypoplastischen Stoffgesetzes einschließlich der zugehörigen Stoffparameter, des selbst entwickelten zweidimensionalen hypoplastischen Kontaktgesetzes sowie der Modellierung des Hinterfüllungsvorgangs nachgewiesen. Weiterhin konnten bezüglich der verwendeten Versuchstechnik wertvolle Erkenntnisse gewonnen werden, die zur Optimierung zukünftiger Modellversuche beitragen können.\n\nDas räumliche FE-Modell wurde in ein ebenes übertragen, wodurch versuchstechnische Einflüsse eliminiert werden und die Berechnung des idealisierten zweidimensionalen Falls möglich wird. Mit diesem Modell gelang die Übertragung vom Modellmaßstab auf die Größenverhältnisse der Prototypen. Es erfolgte die Ausführung von Parameterstudien.\n\nAusgehend von den numerischen Untersuchungen wurden analytische Ansätze für Größe und Verteilung des Erd- und Auflastdrucks infolge Eigenlast kohäsionsloser Hinterfüllung sowie infolge gleichmäßiger Oberflächenlast entwickelt. Dabei finden neben der Wandgeometrie die Verformungseigenschaften des Baugrunds und der Wandkonstruktion sowie die Erddruckneigung eine quantitative Berücksichtigung. Auf Basis einer Setzungsberechnung wird die Nachgiebigkeit der Gründung eingeschätzt, welche als Haupteinfluss bezüglich des Erddrucks identifiziert werden konnte.\n\nMit Hilfe von Beispielrechnungen, in denen der neue Ansatz mit bestehenden Ansätzen verglichen wurde, konnte eine Empfehlung für Fälle abgeleitet werden, in denen auf eine genauere Bestimmung der Nachgiebigkeit der Wandgründung verzichtet werden muss.

Details

OriginalspracheDeutsch
QualifizierungsstufeDr.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer:in / Berater:in
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2004
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