Das Experiment "Traglastversuch" wird in dieser Arbeit näher erläutert. Schon immer war es Ziel im Baugewerbe, stabile Bauwerke zu errichten, die trotz minimalem Ressourcenverbrauch eine maximale Tragfähigkeit erreichen. Um dies zu realisieren, wurden Berechnungsverfahren entworfen, mit denen man die Traglast ermitteln kann - die sogenannten Traglastverfahren. Diese werden neben der Elastizitätstheorie in dieser Arbeit angewendet.
Die Unterschiede der Tragfähigkeitsbemessung eines Stahlträgers nach der Elastizitätstheorie und dem Traglastverfahren sollen im Modellversuch überprüft werden. Es sollen die jeweiligen Lasten ermittelt werden, die zum Erreichen des Grenzzustandes elastisch-elastisch, elastisch-plastisch und der Traglast benötigt werden. Dazugehörige Prozesse sollen grafisch dargestellt werden.
Das statische System war als Einfeld- bzw. Zweifeldträger aus Stahl gegeben, d.h. der Träger lag auf zwei bzw. drei Auflagern auf. Außerdem war an diesen eine Maschine montiert, mit der der jeweilige Träger mittig, zwischen den jeweiligen Auflagern, belastet werden konnte (beim Einfeldträger also 1 Belastung, beim Zweifeldträger 2 Belastungen). Die Last und Dehnung konnten mit Hilfe von PC und Dehnungsmessstreifen digital dargestellt werden. Somit war es den Studenten möglich, die experimentelle Streckgrenze und maximale Last des Stahls zu ermitteln.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Aufgabenstellung
3. Versuchsvorbereitung
3.1 Materialkennwerte
3.2 Formelsammlung
3.3 Versuchsaufbau
3.4 Systemabmessungen & Zustandslinien
4. Versuchsdurchführung & -berechnungen
4.1 Spannungsnachweis elastisch-elastisch
4.2 Tragfähigkeitsnachweis elastisch-plastisch
4.3 Grenzlastnachweis plastisch-plastisch
5. Versuchsauswertung und Vergleich der Ergebnisse
6. Quellen-/Literaturangabe
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel der Arbeit ist die experimentelle Überprüfung der Unterschiede zwischen der Tragfähigkeitsbemessung nach der Elastizitätstheorie und dem Traglastverfahren anhand von Modellversuchen an Stahlträgern, um die Lasten bei Erreichen des Grenzzustands zu ermitteln.
- Vergleich von elastischen und plastischen Nachweisverfahren
- Experimentelle Bestimmung von Materialkennwerten
- Analyse von Einfeld- und Zweifeldträgern unter Last
- Grafische Darstellung von Zustandslinien und Spannungs-Dehnungsverläufen
Auszug aus dem Buch
1. Einleitung
Der Semesterablauf im Modul Experimentelle Statik im 2. Semester des Studiengangs Bauingenieurwesen an der Hochschule Bremen ist in eine Reihe von experimentellen Versuchen gegliedert, die von den Studenten durchgeführt, analysiert, beschrieben und ausgewertet werden sollen. Den Anfang machte dabei am 20.03.2017 der Versuch mit dem „Schaumstoffbalken“, gefolgt vom Versuch „Fachwerk“ am 03.04.2017. Auf das dritte Experiment „Traglastversuch“ wird nun von uns näher eingegangen:
Schon immer war es Ziel im Baugewerbe, stabile Bauwerke zu errichten, die trotz minimalem Ressourcenverbrauch, maximale Tragfähigkeit erreichen. Um dies zu realisieren, wurden Berechnungsverfahren entworfen, mit denen man die Traglast ermitteln kann - die sogenannten Traglastverfahren. Diese werden neben der Elastizitätstheorie in dieser Arbeit angewendet.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Dieses Kapitel erläutert den Kontext der experimentellen Versuchsreihe im Modul Experimentelle Statik und führt in die Thematik der Traglastverfahren ein.
2. Aufgabenstellung: Hier wird das Ziel definiert, die Unterschiede in der Tragfähigkeitsbemessung zwischen Elastizitätstheorie und Traglastverfahren durch Modellversuche zu vergleichen.
3. Versuchsvorbereitung: Dieses Kapitel legt die theoretischen Grundlagen fest, einschließlich der Materialkennwerte, der benötigten Formelsammlung sowie der Details zum Versuchsaufbau und den Systemabmessungen.
4. Versuchsdurchführung & -berechnungen: Hier werden die praktischen Versuche an Einfeld- und Zweifeldträgern durchgeführt und rechnerisch anhand verschiedener Lastmodelle (elastisch-elastisch, elastisch-plastisch, plastisch-plastisch) ausgewertet.
5. Versuchsauswertung und Vergleich der Ergebnisse: Dieses Kapitel zieht ein kurzes Fazit über die Genauigkeit der durchgeführten Berechnungen und ordnet die Ergebnisse ein.
6. Quellen-/Literaturangabe: Auflistung der verwendeten Vorlesungsskripte und Fachliteratur zur Baustatik und Festigkeitslehre.
Schlüsselwörter
Experimentelle Statik, Traglastverfahren, Elastizitätstheorie, Einfeldträger, Zweifeldträger, Grenzzustand, Spannungsnachweis, Tragfähigkeitsnachweis, Plastische Reserve, Stahlbau, Baumechanik, Festigkeitslehre, Modellversuch, Fließgelenktheorie, Dehnung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit dokumentiert einen experimentellen Traglastversuch an Stahlträgern, der im Rahmen des Moduls Experimentelle Statik an der Hochschule Bremen durchgeführt wurde.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die zentralen Themen sind der Vergleich zwischen der elastischen Bemessung und verschiedenen Traglastverfahren sowie die praktische Durchführung von Belastungstests an statischen Systemen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, die Traglast von Stahlträgern im Grenzzustand experimentell zu ermitteln und mit theoretischen Berechnungsverfahren zu vergleichen.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es werden Modellversuche (Einfeld- und Zweifeldträger) durchgeführt, bei denen Lasten und Dehnungen gemessen und anschließend mittels Elastizitäts- und Fließgelenktheorie analysiert werden.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil umfasst die theoretische Vorbereitung, die systematische Durchführung der Berechnungen nach verschiedenen Lastniveaus sowie die Dokumentation der Versuchsreihen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit am besten?
Besonders prägend sind Begriffe wie Traglastverfahren, Elastizitätstheorie, Stahlbau, Fließgelenktheorie und die spezifische Analyse von Einfeld- und Zweifeldträgern.
Warum wurden Einfeld- und Zweifeldträger gewählt?
Diese Systeme dienen als Standardmodelle, um das Tragverhalten unter unterschiedlichen Randbedingungen und Belastungssituationen vergleichbar zu machen.
Welche Rolle spielen die Dehnungsmessstreifen im Versuchsaufbau?
Sie ermöglichen die digitale Erfassung von Dehnungen während der Belastung, was für die Bestimmung der experimentellen Streckgrenze und des plastischen Verhaltens notwendig ist.
Was ist das Ergebnis der plastischen Systemreserve?
Durch die Ausnutzung plastischer Reserven konnte ein Verhältnis von 1,6874 zwischen der plastischen Tragfähigkeit und dem elastischen Grenzlastwert ermittelt werden.
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- Benjamin Kühl (Autor), 2017, Protokoll und Versuchsauswertung eines Traglastversuchs, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/963068
