Zur Seitenansicht
 

Titelaufnahme

Titel
Beschränkung der Rissbreiten einer Stahlbetonfassade durch Optimierung der Befestigungsanordnung / erstellt von Wolfgang Scholz
VerfasserScholz, Wolfgang
Betreuer / BetreuerinBergmeister, Konrad
Erschienen2012
UmfangVIII, 90 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2012
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)nichtlineare Finite Element Berechnung, Iterationsablauf, Optimierung der Befestigungsanordnung, Stahlbetonfassade, Zwangsbeanspruchung, Rissbreitenbegrenzung, Zuverlässigkeitsanalyse
Schlagwörter (EN)nonlinear finite element analysis, iteration procedure, optimization of a fixture arrangement, reinforced concrete facade, restraint action, crack width limitation, reliability analysis
Schlagwörter (GND)Fassade / Stahlbeton / Befestigung / Riss
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-2841 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Beschränkung der Rissbreiten einer Stahlbetonfassade durch Optimierung der Befestigungsanordnung [2.58 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Optimierung der Befestigungsanordnung einer modellierten Stahlbetonfassade zur Einschränkung von Rissbildungen. Die Optimierung wurde mit Hilfe eines nichtlinearen Finite Element Programms durchgeführt. Am Beginn der Arbeit wurde versucht, den Iterationsablauf einer physikalisch nichtlinearen Finite Element Berechnung für den ebenen Spannungszustand von Stahlbeton schematisch zu erklären. Das Verständnis der einzelnen Berechnungsschritte ist dabei ein wichtiges Hilfsmittel zur richtigen Definition der Eingabeparameter sowie zur Einschätzung der Ergebnisse. Die Darstellung soll vor allem den approximativen Charakter der Finite-Element-Methode aufzeigen, welcher sich bei nichtlinearen Verfahren noch verstärkt. In der Optimierung der Stahlbetonfassade wurde durch schrittweise Änderung der Position und Anzahl an Befestigungsmittel versucht, die Rissbildung auf eine bestimmte Rissbreite zu beschränken. Die große Längenausdehnung der gezwängten monolithischen Fassade und die hohen Temperatureinwirkungen sind der Grund für die großen Zwangspannungen und Rissbildungen innerhalb des Bauteils. Wichtig war die Vermeidung von großen Sammelrissen, um den Wassereintritt in die Struktur zu verhindern. Optimierungsverfahren sollen möglichst wirtschaftliche Ergebnisse unter Einhaltung der vorgeschriebenen Anforderungen erzielen. Im Fall der Fassade stellten die Befestigungsmittel einen wesentlichen Kostenfaktor der Konstruktion dar. Eine optimierte Anordnung und Anzahl an Befestigungsmittel erlaubt eine effektive rissverteilende Wirkung. Die Anpassung der Lage der Befestigungsmittel erfolgte iterativ zur Reduktion der Rissbreiten und der Rissgruppierungen. Eine Zuverlässigkeitsanalyse von definierten Systemantworten der Fassade erfolgte, um den streuenden Charakter der Materialparameter auf die Rissbildung zu ermitteln.

Zusammenfassung (Englisch)

The thesis is dealing with the optimization of a fixture arrangement of a modelled reinforced concrete facade to limitate the crack formation. The optimization was conducted with a nonlinear finite element program. The first part tries to explain the iteration procedure of a finite element analysis for reinforced concrete under plane stress. Understanding the steps of the procedure is very important, when setting the material parameters and assessing the structure's behavior. In the first place the description should point out the approximative nature of the finite element analysis, especially in the nonlinear approach. The optimization of the reinforced concrete facade was done by the progressive change of the position and number of fixtures to limitate the crack propagation to a certain crack width. The large longitudinal extent of the restrained monolithic facade and the high temperature effects lead to the intense restraint stresses and crack formations. Particularly important was the prevention of large single cracks to protect the structure from water ingress and reinforcement corrosion. The aim of optimization methods are mostly economical results in compliance with the prescribed requirements. In the case of the facade, the fixtures were one of the major cost factors. An optimized arrangement and number of fixtures cause an effektiv crack propagation. The adjustment of the fixture arrangement was an iterative procedure to reduce the crack width and improve the crack propagation. Finally a reliability analysis of defined structure responses was carried out to determine the effect of uncertainties of the material parameters on the crack formation.