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Nach dem Besuch der Lehrveranstaltung sind die Studenten in der Lage, mit Hilfe gängiger Stabwerks- und Finite Elemente Programme Stahl- und Verbundtragwerke berechnen zu können. Sie lernen praxisorientiert und computergestützt die verschiedenen Entwurfsstadien mittels mechanisch fundierter, realitätsgerechter Modellierungsansätze zu erstellen und die Ergebnisse auf Korrektheit beurteilen zu können. Der thematische Fokus liegt hierbei ganz besonders auf spezifischen Fragestellungen des Stahlbaus. Hier werden insbesondere die verschiedenen möglichen Modellierungs- und Berechnungsvarianten für Stahlbaukonstruktion hinsichtlich der Steifigkeit des Systems und der Bemessungskonzepte der Bauteile erarbeitet und den Studierenden unmittelbar durch angeleitete Arbeit mit den Programmen vermittelt.

Fortgeschrittene FEM-Modellierung von Tragwerken mit der Software Sofistik v2016. Ablauf der Vorlesung: Kurze Einführung in die Stabwerks-Modellierung. Die Eingabe von Materialien und Elementen wie Stäben (Balken), Federn, Kopplungen etc. wird aufgefrischt. Traglastberechnung auf Basis der Fließgelenktheorie (s. Grundkurs-Metallbau) und Vergleich mit material-nichtlinearer Berechnung. Einstieg in die Detail-Modellierung mit Quad-Elementen und anschließende Kopplung von Global- und Detail-Modell (Substruktur-Modellierung). Vergleich der Modellierung von Stab- und Quad-Modellen. Untersuchung von (lokalen) Effekten die eine Modellierung mit höherwertigen Elementen (Quad-Elemente) mit sich bringt. Traglastberechnung einer Stahlstütze. Dazu gehört der Vergleich zwischen kraft- und weggesteuerten Verfahren und die Berücksichtigung von Imperfektionen (Stabilität/Eigenwert-Analyse).

Kenntnisse der elastischen Biegelehre (Schnittgrößenermittlung an stabförmigen Bauteilen und Platten). Grundkenntnisse des Metallbaus. Grundkenntnisse der Finite Elemente Methode.

Powerpoint-Präsentationen; Fachliteratur; Tablet-PC; digitaler Overheadprojektor; Tafel;

Werkle, Horst: Finite Elemente in der Baustatik Link, Michael: Finite Elemente in der Statik und Dynamik Klein, Bernd: FEM - Grundlagen un Anwendungen der Finite-Element-Methode im Maschinen- und Fahrzeugbau Kindmann, Rolf: Finite-Elemente-Methode im Stahlbau