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Titelaufnahme

Titel
Nichtlineare Finite Elemente Methoden zur Analyse bestehender Brückentragwerke / eingereicht von Thomas Wischenbart
VerfasserWischenbart, Thomas
Betreuer / BetreuerinStrauss, Alfred
Erschienen2012
Umfang115 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Dipl.-Arb., 2012
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Nichtlineare Finite Elemente Methoden Brücke Sicherheitsniveau Lebensdaueranalyse zuverlässigkeitsbasierten Struktur-Performance-Methoden Baustatik
Schlagwörter (EN)Nonlinear Finite Element Methods bridge safety level reliability evaluation life cycle performance structural engineering
Schlagwörter (GND)Brücke / Tragwerk / Nichtlineare Finite-Elemente-Methode
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-8910 Persistent Identifier (URN)
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Nichtlineare Finite Elemente Methoden zur Analyse bestehender Brückentragwerke [7.18 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Diplomarbeit wurde im Zuge eines Forschungsprojektes zur rechnerischen und experimentellen Beurteilung der Zuverlässigkeit von Stahlbetonbauwerken erstellt und behandelt einen spezifischen Bereich dieses umfangreichen Themas. Der Hauptteil der vorliegenden Arbeit ist eine Fallstudie zur Neumarktbrücke, einer dreifeldrigen vorgespannten Betonfertigteilbrücke, die über die Brenner-Autobahn in Südtirol führte. Auf Grund des hohen Chlorideintrags waren Teile der Struktur bereits stark von der Korrosion angegriffen, sodass die Brücke 2008 abgetragen werden musste. Im Zuge dessen wurden Daten für eine Nachuntersuchung gesammelt. Die vorliegende Fallstudie dient der Beurteilung des Tragfähigkeitsverlusts einer Brückenstruktur bei korrosionsbedingter Degradation der vorhandenen Spannglieder wie auch deren Auswirkungen auf die Durchbiegung und die vorherrschenden Spannungen innerhalb der Brückenstruktur. Das Verhalten der Brücke bei fortschreitender Korrosion der Spannlitzen wurde mit Hilfe nichtlinearer Finite Elemente Methoden simuliert. Anschließend wurden die Ergebnisse der Modelle in verschiedenen Korrosionsstadien miteinander verglichen. Eine so ermittelte Beurteilung der Zuverlässigkeit bestehender Brückentragwerke soll als Basis für die Abschätzung der aktuellen Sicherheit und der Restlebensdauer dienen und Entscheidungshilfen für die Planung der Wartungsintervalle sowie Sanierungen oder Ersatzinvestitionen liefern. Nach einer Heranführung an die Thematik in der Einleitung wird im zweiten Kapitel auf die Grundlagen der zuverlässigkeitsbasierten Struktur-Performance-Methoden eingegangen. Im dritten Kapitel werden nichtlineare Berechnungsmethoden und die zugehörigen mathematischen Grundlagen behandelt. Die ersten drei Kapitel sollen eine Grundlage für den Hauptteil, das Fallobjektes Neumarktbrücke, darstellen und die im Hintergrund ablaufenden Prozesse moderner Finite Elemente Programme beleuchten.

Zusammenfassung (Englisch)

This master thesis was written in the course of a research project to evaluate the reliability of reinforced concrete structures, both through experiments and calculation. The main part of the present thesis deals with a case study about Neumarktbrücke, a prestressed three span overpass over the Brenner highway in South Tyrol. Due to the high chloride feed parts of the structure had been heavily damaged through corrosion and as a consequence the bridge was demolished in 2008. Thereby data were collected for a follow-up performance assessment. The present case study evaluates the performance of a bridge structure which suffers from corrosion of the existing pre-stressing strands. It also investigates the effects of this degradation on the bending and the tensions within the bridge structure. The impact of this progressive corrosion of the pre-stressing steel on the reaction of the bridge was simulated with the help of nonlinear finite elements methods. Subsequently, the results of the models in various states of corrosion were compared. This reliability evaluation of existing bridge structures serves to estimate the current safety level and the life cycle performance and is meant to optimize maintenance intervals and to provide support in the decision to repair or to replace the structure. After an introduction into the topic the basics of reliability based performance methods, the development of performance indicators for system safety and the current practice are pointed out. In a further step nonlinear calculation method, the basic forms of non-linearity, the discretisation of static systems and the elastic load capacity behaviour of structures are illustrated. These theoretical basics serve to highlight processes of modern finite element methods running in the background of the calculations.