Stahl- und Verbundbau

Lehrender:

Prof. Dr.-Ing. Uwe E. Dorka

Zielgruppe:

7. Fachsemester Bauingenieurwesen

Semester:

Wintersemester

SWS:

4 (6 Credits)

Typ:

Wahlpflichtmodul

Form:

1/2 Vorlesung, 1/2 Übung (Beispiele)

Prüfung:

Klausur und Hausübung

Ziele:

Studierende werden in die Lage versetzt ein einfaches Bauwerk in Stahl oder Stahl-Beton Verbund zu konstruieren und die grundlegenden statischen Nachweise prüffähig und normgerecht auf der Grundlage der Eurocodes führen zu können.

Inhalte:

Anwendungsbeispiele; Herstellung und Materialeigenschaften; mechanische Materialmodelle; plastische Grenztragfähigkeit; Stabilität von Stäben und Stabssystemen (Knicken, Biegedrillknicken); Mechanik der Verbundfuge; Verbunddeckensysteme; Verbundträger; Verbundstützen; Anschlüsse; Normgerechte Nachweise der Tragsicherheit (DIN EN 1993, DIN EN 1994).

Voraussetzungen:

Gute Handhabung der Stabstatik, Mathematik und Mechanik; Grundkenntnisse der Elastizitätstheorie und zu den Lastannahmen und Sicherheitskonzepten im Bauwesen; Inhalte der Veranstaltungen "Grundlagen des konstruktiven Ingenieurbaus I und II".

Angestrebte Lernergebnisse:

Der/die Studierende wird mit den wichtigsten normgerechten Nachweisen im Stahlbau (EC 3) und Verbundbau (EC 4) und deren theoretischen Grundlagen vertraut gemacht. U.a. durch die eigenständige Konstruktion und Anfertigung einer prüffähigen, normgerechten Statik für ein einfaches Bürogebäude (Hausübung) wird er/sie in die Lage versetzt, einfache Hochbaukonstruktionen in Stahl und Verbund praxisgerecht konstruieren und statisch nachweisen zu können.

Der vorgeschriebene Besuch des Konstruktionsbüros und der Fertigung eines mittelständigen Stahlbauunternehmens verdeutlicht den Bezug des Gelernten zur täglichen Praxis und gibt zudem einen wichtigen Einblick in das typische Arbeitsumfeld eines konstruktiven Ingenieurs mit der Ausrichtung Stahl- und Verbundbau.

Inhalt:

An Hand einer einfachen Hausübung werden die wichtigsten Nachweise nach EC-3 und EC-4 sowie ihre theoretischen Hintergründe für einfache Stahl- und Stahl-Beton Verbundkonstruktionen des Hochbaus praxisnah erarbeitet. Die Veranstaltung ist nach folgenden übergeordneten Themen gegliedert:

  • Plastische Grenztragfähigkeit: Plastisches Grenzmoment und M-N-V Interaktion, Plastische Ketten einfacher Rahmen.
  • Stabilität von Stäben und Stabsystemen aus Stahl: Knicken, Biegedrillknicken, elastische und plastische Theorie II. Ordnung bei Stäben und Stabsystemen.
  • Anschlüsse im Stahlbau: Geschraubt (Abscheren, Lochleibung, Zug, kombinierte Beanspruchung), Geschweißt (Schwerpunkt Kehlnähte), der T-Stummel als grundlegendes Modell zum Nachweis von Anschlussblechen.
  • Mechanik der Verbundfuge: Schwerpunkt Kopfbolzendübel.
  • Tragfähigkeit von Verbunddeckensystemen, Teilverbundtheorie.
  • Tragfähigkeiten von Verbundträgern im Hochbau: voller Verbund, Teilverbund, Teiltragfähigkeit.
  • Verbundstützen: Arten, Nachweisführung (Knicken).
  • Typische Anschlüsse im Stahl-Beton Verbundbau, Eckausführungen im Hochbau.

Studien- und Prüfungsleistungen:

Prüfungsvorleistung: Erfolgreiche Bearbeitung und termingerechte Abgabe der Hausübung als Gruppenarbeit von zwei Studierenden.

Schriftliche Klausur, 180 Min. bestehend aus einem theoretischen Teil (Fragenteil, 90 Min.) und einem praktischen Teil (Aufgabenteil, 90 Min.).

Gewichtung von Teilprüfungsleistungen:  

  • Hausübung 1⁄3 Klausur, 
  • theoretischer Teil 1⁄3 Klausur, 
  • praktischer Teil 1⁄3 Klausur