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Seminar 1: 15.11.1999
Numerische Bewertung der Schädigung und Sicherheit von Tragwerken
Dr.-Ing. Yuri Petryna
Institut für Statik und Dynamik, Ruhr-Universität Bochum
Inhalt:
Zwei gekoppelte Problembereiche werden diskutiert, nämlich Modellierung und Bewertung der Strukturschädigungen sowie Zuverlässigkeitsanalysen von schädigungsanfälligen Tragwerken über ihrer Lebensdauer. Im ersten Teil werden theoretische Konzepte zur numerischen Simulation der Tragwerksschädigungen auf der Makroebene mittels nichtlinearer Finite-Element-Analysen vorgestellt. Abschätzung der Schädigungen erfolgt dann aufgrund der Reduzierung globaler Steifigkeit und wird numerisch anhand charakteristischer Werte der Steifigkeitsmatrix quantifiziert. Daraus werden neue globale Schädigungsindikatoren entwickelt und an Beispielen aus dem Stahlbetonbau ausprobiert. Im zweiten Teil werden deterministische sowie probabilistische Strategien zur Sicherheitsbewertung und Lebensdauerermittlung geschädigter Tragwerke vorgestellt. Im Gegensatz zu komplizierten probabilistischen Analysen wird der vorgeschlagene globale Schädigungsindikator als integraler Wert der ausgenutzten Tragfähigkeit für die Sicherheitsabschätzung eingesetzt und getestet.
Schädigungsorientierte Simulation von Spannungskonzentrationen in Schalenstrukturen
Dr.-Ing. Ulrike Hanskötter
Institut für Statik und Dynamik, Ruhr-Universität Bochum
Inhalt:
Zur schädigungsorientierten Simulation von Spannungskonzentrationen in Schalenstrukturen wird ein isoparametrisches, vierknotiges Multidirektor-Schalen-Element mit Rotationsvariablen und transversalen Dehnungen vorgestellt. Zur Simulation komplexer Spannungsverteilungen in Dickenrichtung wird eine Mehrschichtenkinematik angewendet. Um nun den numerischen Aufwand der quasi 3D Simulationen in Grenzen zu halten, werden h-adaptive Strategien zur Netzverfeinerung berücksichtigt. Von Vorteil erweist sich zur h-adaptiven Verfeinerung in Dickenrichtung die Transformation des Schalenelements in ein gleichwertiges Volumenelement. Sämtliche Verfeinerung erfolgen regulär mit hängenden Knoten.