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Institute
Finite-Element-Methode
(2016)
Baudynamik
(2016)
Earthquake engineering
(2017)
Vortrag
The book introduces the basic concepts of the finite element method in the static and dynamic analysis of beam, plate, shell and solid structures, discussing how the method works, the characteristics of a finite element approximation and how to avoid the pitfalls of finite element modeling. Presenting the finite element theory as simply as possible, the book allows readers to gain the knowledge required when applying powerful FEA software tools. Further, it describes modeling procedures, especially for reinforced concrete structures, as well as structural dynamics methods, with a particular focus on the seismic analysis of buildings, and explores the modeling of dynamic systems. Featuring numerous illustrative examples, the book allows readers to easily grasp the fundamentals of the finite element theory and to apply the finite element method proficiently.
Statische Berechnungen werden heute vorwiegend unter Verwendung von Standardsoftware erstellt. Im wesentlichen kommen dabei Programmsysteme zum Einsatz, die für spezielle Aufgaben konzipiert sind. Beispielweise gibt es zur Berechnung von Decken, Stützen und Dachkonstruktionen im Hochbau entsprechende Stabwerks- und Finite-Element-Programme. Bei der Tragwerksplanung sind jedoch auch Berechnungen durchzuführen, für die fertige Programme nicht zur Verfügung stehen. Diese werden meistens“ von Hand“ , d.h. mit Papier, Bleistift und Taschenrechner durchgeführt. Hierbei kann es sich um spezielle statische Nachweise, z. B. für besondere Bauteile wie Dübelverankerungen, Fundamentanschlüsse für Stützen, ausgeklinkte Träger u.ä. handeln. Aber auch einfache Kontrollen von Computerberechnungen und Vordimensionierungen komplizierter Systeme erfolgen heute noch in der Regel „von Hand“. Zur Durchführung solcher Berechnungen auf dem Computer fehlen heute zwar nicht mehr die allgemeinen Werkzeuge, wohl aber geeignete Software-Hilfsmittel, wie sie bei der Handrechnung etwa die einschlägigen Tabellenbücher darstellen. Diese sind aber wesentlich für eine Engineering-Desktop Anwendung auf dem Computer. Diese zeichnet sich durch eine durchgängige Verwendung des Rechners auch bei nicht standardisierten Berechnungsaufgaben im Bauingenieurwesen aus. Ziel des Projekts war die Entwicklung von Softwarebausteinen für integrierte Engineering-Desktop-Anwendungen für die Tragwerksplanung. Die Funktionalität des Softwarebaukastens lässt sich aus dem statischen ”Wissen” eines Handbuchs wie z.B. [1] ableiten. Die Softwarebausteine sind so aufgebaut, dass sie von verschiedenster Officesoftware, wie MS-Excel und Mathcad genutzt werden können. Mit diesen Bausteinen soll eine deutlich höhere Flexibilität bei der Führung statischer Nachweise erreicht werden als dies bei der derzeitigen Standardsoftware für vorgegebene Nachweisabläufe der Fall ist. Mit Hilfe der entwickelten Softwarebausteine wurde eine Implementierung in Mathcad und Excel vorgenommen.
