Knoten für Tragkonstruktionen aus betongefülltem Faser-Kunststoff-Verbund, inspiriert von der Biomechanik pflanzlicher Verzweigungen

Knoten für Tragkonstruktionen aus betongefülltem Faser-Kunststoff-Verbund, inspiriert von der Biomechanik pflanzlicher Verzweigungen von Jonas,  Florian Alexander
Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung eines Knotens für verzweigte Tragkonstruktionen aus betongefüllten Faserverbundwerkstoffen in der Architektur und im Bauwesen. Basierend auf der Analyse der Funktionsprinzipien pflanzlicher Verzweigungen wird ein biegesteifes Bauteil mit hohen Beanspruchbarkeiten und großer geometrischer Gestaltungsfreiheit entwickelt. Biologisches Vorbild sind ausgewählte pflanzliche Verzweigungen der Araliengewächse, die hinsichtlich ihrer Effizienz des Lastabtrags untersucht werden. Um transversal isotrope Materialien in der strukturmechanischen Simulation berücksichtigen zu können, wird eine Methode zur Ermittlung der Faserorientierungsinformation aus Mikro-Computertomografie-Daten erarbeitet. Das Konzept der Bauteilentwicklung beruht auf den vorgefundenen Prinzipien, wie dem Einsatz faserartiger Strukturen und deren lastangepasster Anordnung. Der verzweigte Tragknoten besteht aus einem Kern aus Beton und einer Hülle aus Faser-Kunststoff-Verbund (FKV). Um einen kontinuierlichen Verlauf der Carbonfasern über den Verzweigungsbereich und eine lastpfadangepasste Ablage zu ermöglichen, wird das Flechtverfahren zur Verarbeitung der textilen Verstärkung gewählt. Die FKV-Hülle nimmt Druckkräfte und Zugkräfte resultierend aus Momenteneinwirkung auf. Zusätzlich steigert sie die Drucktragfähigkeit des Betons durch Umschnürungswirkung, indem sie dessen Dehnung verhindert und einen mehraxialen Spannungszustand hervorruft. Belastungsversuche der Bauteile und deren numerisch-mechanische Analyse zeigen das Tragverhalten der neuen, hybriden Tragknoten und demonstrieren deren Funktionsfähigkeit sowie das Anwendungspotential für Verzweigte Konstruktionen.
Aktualisiert: 2021-09-02
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Grundlagen der Tragwerklehre, Band 2

Grundlagen der Tragwerklehre, Band 2 von Führer,  Wilfried, Krauss,  Franz, Techen,  Holger, Willems,  Claus-Christian
Der fachgerechte Entwurf des Tragwerkes ist ein wesentlicher Bestandteil des architektonischen Gesamtentwurfs. Das Fachbuch „Grundlagen der Tragwerklehre, Band 2“ baut auf dem ersten Band auf und vermittelt Architekten und Studenten weitere Kenntnisse für den Entwurf tragender Konstruktionen. Dabei stehen das Gebäude und seine Konstruktion als Ganzes im Vordergrund der Betrachtung. Diese 7. Auflage wurde völlig überarbeitet und widmet sich noch stärker als bisher dem Entwerfen und Optimieren von Gebäuden und Tragwerken. Neu aufgenommen wurden daher die Kapitel „Einordnung des Tragwerks“ und „Räumliche Flächentragwerke“ sowie „Optimierung von Tragwerken“. Weitere Kapitel widmen sich den Themen Längskraft und Biegung sowie Bewegung und Verformung. Das abschließende Kapitel zur Optimierung von Tragwerken liefert wertvolle Hinweise zur sinnvollen Anordnung und Auswahl der Tragsysteme und verhilft so zu besonders wirtschaftlichen Lösungen. Als neuer Autor komplettiert Prof. Techen von der FH Frankfurt/Main das Autorenteam. Aus dem Inhalt: - Einordnung des Tragwerks und seiner Elemente in das Gesamtbauwerk - Tragkonstruktion einer einfachen Halle - Bewegungen und Verformungen - Durchlaufträger - Gelenkträger - Zweiachsig gespannte Platten und Rippendecken - Dächer - Seile - Bögen - Rahmen - Bemessung: Längskraft und Biegung - Gründungen - Räumliche Flächentragwerke: Seilnetze und Schalen - Optimierung von Tragwerken - Modelle und Maßstäbe
Aktualisiert: 2023-04-26
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Wie man Architektur zum Tragen bringt

Wie man Architektur zum Tragen bringt von Polónyi,  Stefan
Der Bauingenieur Stefan Polónyi ist einer der renommiertesten Vertreter seiner Zunft in Deutschland und darüber hinaus. Nach seiner Übersiedlung aus Ungarn 1956, wo er in einem Turbo-Studiengang an der Technischen Universität Budapest sein Diplom erworben hatte, in die Bundesrepublik Deutschland wurde er nach einigen Jahren Baupraxis bereits 1965 zum Professor an die TU Berlin berufen. Als Hochschullehrer hat er die z. T. fragwürdige Entwicklung der Ausbildung des akademischen Nachwuchses der Bauingenieure kritisiert. In diesem Bereich konnte er ab 1974 als Mitbegründer des sog. Dortmunder Modells an der 1968 neugegründeten Dortmunder Universität einiges bewirken, z. B. hat er die durch die „Verwissenschaftlichung“ der Ingenieurausbildung zunehmende Trennung zwischen Bauingenieur und Architekt stets bekämpft. Die materialgerechte Konstruktion von Bauteilen und Bauwerken und Polónyis öffentliche Auseinandersetzung mit dem Tragverhalten von Stahlbetonkonstruktionen haben sich allmählich zur Forderung nach einem „Paradigmenwechsel“ entwickelt. Seine berühmt gewordene Kasseler Rede zur „Revision des Wissenschaftsverständnisses“ (1986) fordert ein induktives statt eines deduktiven Vorgehens sowohl in der Lehre als auch in der Forschung, womit er das starre Festhalten an der ursprünglich epochalen Elastizitätstheorie, die das Ingenieurwesen heute eher gängelt, kritisiert. Für viele bedeutende Architekten war er immer ein gefragter und geachteter Partner, besonders bei außergewöhnlichen Aufgaben. Seine Aussage: „Der Ingenieur soll dem Architekten nicht sagen, dass etwas nicht geht, sondern er soll ihm sagen, wie es geht“, hat sich schon beinahe zum geflügelten Wort entwickelt, womit er, Polónyi, die Nützlichkeit, aber auch die Unausweichlichkeit der Schwerkraft kommuniziert. Weitere relevante Themen – wie die historische Entwicklung des Bauingenieurberufs und seiner Berechnungsmethoden von Leonardo über Navier bis zu den genialen FEM-Spezialisten, die er kritisch begleitet, flankiert von Denk-Ausflügen in Philosophie, Psychologie, Anthropologie bis hin zur schönen Literatur und zur Musik, verbunden mit ›Entmystifizierung‹ in allen Bereichen – behandelt dieses Buch in nachvollziehbarer, unterhaltsamer und häufig unkonventioneller Weise. Die Sammlung von Aufsätzen und Vorträgen aus ca. 50 Jahren Entwicklungsgeschichte eines Bauingenieurs liefert Einsichten und ermöglicht Einblicke in das bemerkenswerte, enorme Denkgebäude eines Zeitgenossen. Polónyi meint: In einem lebenden System, das notwendigerweise auf gegenseitigem Vertilgen aufbaut, ist das eigene Dasein – wenn man denn darüber nachdenken kann – eigentlich eine Zumutung. Diese Zumutung hat der Bauingenieur Stefan Polónyi, zunächst „mit zaghafter Konsequenz“, später mit Erkenntnis und Einsichten, aufs Beeindruckendste gemeistert. Davon kann man sich in diesem Buch selbst überzeugen. Doris Greiner-Mai
Aktualisiert: 2019-02-01
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