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Über dieses Buch

Das Ziel des Buches über Tragwerkstrukturen und über andere Strukturen ist die Erweiterung der herkömmlichen Entscheidungsgrundlagen nach der zur Zeit gültigen Vergabe- und Vertragsordnung beim Entwurf und der Erhaltung vorhandener Bauten nach Baupreisen sowie nach Daten optimaler Strukturen der Baukonstruktionen für vorzulegende Berechnungen zum Vergleich der betrachteten Strukturvarianten zusammen mit Preisen. Da die zahlenmäßige Erfassung der zur Strukturberechnung notwendigen Strukturaufbaudaten und der Bewertung der einzelnen Konstruktionsparameter aller Tragwerkselemente für den Variantenvergleich noch nicht bekannt war, wurden Forschungsarbeiten und Begutachtungen über viele Jahre durchgeführt. Für Entwürfe von neuen Bauwerken und Begutachtungen von strukturbedingten Schäden und Mängeln an vorhandenen Tragwerken sind Modell- und Bauwerksmessungen sowie Berechnungen über das Eigenverhalten und Berechnungen über das Konstruktionsverhalten bei einwirkenden statischen und dynamischen Belastungen durchgeführt worden.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Ziel des Buches und Inhaltsübersicht

Das Ziel des Buches über Tragwerkstrukturen und über andere Strukturen ist die Erweiterung der herkömmlichen Entscheidungsgrundlagen nach der zur Zeit gültigen Vergabe- und Vertragsordnung beim Entwurf und der Erhaltung vorhandener Bauten nach Baupreisen sowie nach Daten optimaler Strukturen der Baukonstruktionen für vorzulegende Berechnungen zum Vergleich der betrachteten Strukturvarianten zusammen mit Preisen.
Rudolf Pitloun

2. Strukturwahl und Elementare Analogien

Die Methodik der Auswahl optimaler Strukturen von Einzeltragwerken in Infrastrukturnetzwerken wurde in einer Reihe von Forschungsarbeiten im Berliner Zentralinstitut des Verkehrswesens erarbeitet und später in Form von Gutachten angewandt. Zur Kontrolle der Berechnungsergebnisse sind Messungen an Tragwerksmodellen für Neubauprojekte und an vorhandenen Bauwerken mit Bauschäden und Funktionsmängeln durchgeführt worden. Parallel dazu erfolgten im Forschungsinstitut des Verkehrswesens Forschungsarbeiten zur Erarbeitung einer neuen Software für die Berechnung des dynamischen und statischen Tragwerkverhaltens während der Belastungen infolge der gültigen Vorschriften über die Lastannahmen zur Dimensionierung der Tragwerke.
Rudolf Pitloun

3. Bewertung von Elementen und Aufbau von Strukturen

Als wissenschaftliche Grundlage für die Vorbereitung und Anwendung einer „Kunst des Strukturierens“ für technische Disziplinen erfolgte die Erarbeitung der Dissertationsschrift über „Dynamische Modelle“, die in der Technischen Universität Dresden verteidigt wurde [1]. Sie besteht aus einem Textband mit den wissenschaftlichen Grundlagen. Der Anlagenband enthält die Ergebnisse der Berechnung mit dem Analogrechner endim 2000 und Aufzeichnungen von 127 Schrieben des Schwingungsverhaltens von Einmassenmodellen mit linearen und nicht linearen Federkennlinien und Dämpferkennlinien der Aufhängung einer konzentrierten Einzelmasse in der Anlage 1 zur Dissertation. Die Anlage 2 besteht aus einer Zusammenstellung von linearen Zweimassenmodellen mit den berechneten und aufgezeichneten 111 Analogrechnerschrieben. Die Anlage 3 enthält die ersten, vom Ziffernrechner ZRA-1 berechneten Eigenwerte und Eigenformen mit Trägerskizzen, Tabellen und ausführlichen Erläuterungen sowie die Kontrolle der Richtigkeit der berechneten Eigenwerte. Die Anlage 4 stellt die Maßeinheiten für die Modelle sowohl für das internationale metrische Dimensions- und Maßeinheitensystem als auch für ein Yard-Pound-System mit den Definitionen dimensionsloser Größen der Mechanik, Physik und Elektrotechnik einschließlich der Umrechnung von Maßeinheiten des metrischen in Einheiten des Yard-Pound-Systems zusammen. Dazu wurden am Schluss 295 studierte Quellen aus der internationalen Literatur beschafft und für die Dissertationsschrift ausgewertet.
Rudolf Pitloun

4. Räumliche Tragwerkstrukturen

Tragwerke des Hochbaus und Brückenbaus sind in der Regel räumliche Strukturen. Für Berechnungszwecke zerlegt man sie in ebene Strukturen, einachsige Strukturen und Einzelmassen. Hochbauten werden zerlegt in Wände und Decken, Brücken werden oft als einachsige Brückenträger modelliert. Nachfolgend wird ein ebenes Rahmenbeispiel für den Vergleich zweier Tragwerksvarianten mit zwei und vier Stockwerken ausgewählt. In Abb. 3.​11 sind die Varianten skizziert und mit Bildtexten erläutert. Variiert wird die Anzahl der Stockwerke. Als Vergleichskriterium werden die ersten Eigenwertmaßzahlen gewählt. Beim zweistöckigen Rahmen ergibt sich die erste Eigenwertmaßzahl 0,232, beim vierstöckigen Rahmen 0,482, wenn die Gesamthöhen der Tragwerke gleich sind. Unter den Skizzen sind die Maßstäbe der Elementlängen und Biegemomente eingezeichnet, die für beide Trawerkvarianten gelten.
Rudolf Pitloun

5. Turmartige Tragwerke

Türme sind durch die Dominanz der Höhenabmessungen und schlanke Tragwerke charakterisiert, die die Turmlasten in die Gründung abführen. In der Regel ist bei den verschiedenen Turmarten die Steifigkeits- und Massenverteilung relativ gleichmäßig verteilt, abgesehen von punktmäßigen Konzentrationen in einzelnen Höhen wie bei Wassertürmen in der Nähe der Turmspitze. Bei einigen Bauwerken, wie zum Beispiel beim Eifelturm in Paris, ist der Turmschaft in Stäbe aufgegliedert. Hinsichtlich des Eigenverhaltens kann man durch Variantenvergleich Schaftmodelle mit homogener Stoffverteilung zuordnen. Somit lässt sich das Turmverhalten mit verschiedenen Stoffverteilungsfunktionen ohne oder mit einer Drehfeder modellieren, die eine mögliche Nachgiebigkeit der Gründung abbilden.
Rudolf Pitloun

6. Anwendung und Begutachtungsbeispiele

Das Kapitel 6 stellt eine Optimierungshilfe zur der Bewertung von Tragwerken bei deren Bau oder Erneuerung dar. Zielfunktion ist das Erreichen optimaler Eigenwertmaßzahlen. Dazu werden aus Erfahrungen jahrelanger Gutachtertätigkeit und zahlreicher Messwertanalysen Eigenmaßzahltabellen für Biegetragwerke unterschiedlicher Konstuktionen als Bewertungskriterien bereit gestellt.
Rudolf Pitloun

7. Software zur Berechnung von Tragwerkstrukturen

Die Software für die damals verfügbare Hardware IBM 360 war in der Programmiersprache FORTRAN IV A verfasst vom Programmierer Dr. Grund aus der Akademie der Wissenschaften zu Berlin.
Rudolf Pitloun

Backmatter

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