Abgeschlossene Arbeiten
Bachelor
Die bestehende Überdachung wurde zu einer funktionstüchtigen Industriehalle mit Satteldach erweitert. Hierfür erfolgt die Ermittlung aller maßgebenden Einwirkungen sowie die Bemessung der Tragglieder einschließlich der Gründung nach den aktuellen Normen. Zusätzlich wurden die Knotenpunkte konstruktiv ausgearbeitet und nachgewiesen, um eine sichere Lastweiterleitung im Tragwerk sicherzustellen.
Die Bachelorarbeit befasste sich mit der Bemessung und der Konstruktion einer Fußgängerbücke über den Wahlebach, unter Berücksichtigung der maximalen Tragfähigkeit der vorhandenen Widerlagerbank. Der neue Tragwerksentwurf der Brücke besteht aus zwei Längsträgern, die in regelmäßigen Abständen durch Querträger gekoppelt sind. Im Zuge der Arbeit wurde die Vorbemessung des Haupttragsystem und der maßgebenden Anschlussdetails durchgeführt.
Die Bachelorarbeit befasst sich mit der Neubemessung des 1972 errichteten stählernen Glockenstuhls im Südturm des St. Petri Domes zu Fritzlar nach aktuellen Normen. Die Ergebnisse dieser Arbeit belegen die Tragfähigkeit der Konstruktion aus rein statischer Sicht. Da der Glockenturm durch das Glockenleuten Schwingungen ausgesetzt ist, sind für eine abschließende Gesamtbewertung die Ermüdungsnachweise zu führen.
Master
Geschraubte Stirnplattenverbindungen werden aufgrund ihrer Vorteile in der Herstellung und Montage mittlerweile auch vermehrt in ermüdungsbeanspruchten Konstruktionen verwendet, wodurch diese und speziell die hochfesten, vor-gespannten Schrauben auch auf Ermüdung bemessen werden müssen. Im Gegensatz zur Bemessung von Stirnplatten unter Traglasten im GZT existieren für die Stirnplatten unter Gebrauchslasten aktuell noch keine geeigneten Berechnungsmodelle, mit denen die Ermüdungsbeanspruchungen in den Schrauben bestimmt werden können. Es stellt sich daher in diesem Masterprojekt die Frage, wie die Ermüdungsbeanspruchungen in den vorgespannten, hoch-festen Schrauben unter Gebrauchslasten realitätsnah ermittelt werden können.
Die Masterarbeit befasste sich mit der numerischen Untersuchung der Schraubenbeanspruchung in Stirnplattenverbindungen unter Gebrauchslasten. Die Ergebnisse der numerischen Untersuchung zeigen insbesondere den Einfluss geometrischer Imperfektionen auf das Tragverhalten und die bilden die Grundlage für die Entwicklung eines semi-empirischen Berechnungsmodells, das eine ingenieurpraktische Anwendung zur Bemessung von Schraubenverbindungen in Stirnplatten unter Gebrauchslasten ermöglicht.
Die Beurteilung der Tragfähigkeit von historischen Gusseisernen Stützen ist aufgrund der Herstellungsart sowie des nichtlinearen und inhomogenen Materialverhalten oftmals mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde die Traglast der gusseiserenen Stütze mittels dem FE-Programm Abaqus und dem vereinfachenden Bemessungsverfahren nach Käpplein bestimmt und gegenübergestellt. Der Nachweis der Tragfähigkeit der gusseisernen Stütze wurde für die Umnutzung der darüberliegenden Geschosse nachgewiesen.
Das Masterprojekt befasst sich mit dem Entwurf und der Bemessung einer Fußgängerbücke über den Wahlebach in Stahlbauweise. Der neue Tragwerksentwurf der Brücke besteht aus zwei Längsträgern aus Walzprofilen, die in regelmäßigen Abständen durch Querträger gekoppelt sind. Im Zuge der Arbeit wurden die statischen Nachweise des Haupttragsystems sowie der maßgebenden Details geführt. Anschließend wurde die Brücke auf Anfälligkeit gegenüber Schwingungen aus Fußgängererregung untersucht.
Die Masterarbeit befasst sich mit Ermüdungsschäden, welche an den Rundstahlhängern der Kasseler Drahtbrücke aufgetreten sind. Die Brücke mithilfe einer FE-Software modelliert sowie durch dynamische Berechnungen analysiert. Es zeigte sich, dass die Eigenfrequenzen der Brücke im Bereich der Erregerfrequenzen von Fußgängern liegt und insbesondere die Erregung der Torsionseigenform zu Verdrehungen an den Rundhängern führt. Aufgrund der Konstruktion der Rundhänger kann sich diese Verdrehung nicht frei einstellen, sodass es in den Rundhängern zu einer wechselnden Momentenbeanspruchung kommt, welche als Ursache für die Ermüdungsschäden identifiziert wurde.
Dieses Masterprojekt untersucht die Restnutzungsdauer der Weserbrücke in Rinteln. Hierfür wurden die Hängestangen und das Zugband als stark ermüdungsgefährdete Bauteile identifiziert und mithilfe bruchmechanischer Nachweise die Restnutzungsdauer bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere das Zugband hoch beansprucht ist und die rechnerische Restnutzungsdauer mit dem vereinfachenden Verfahren nach Eurocode bei null läge. Dies macht den Bedarf weiterführender Untersuchungen sowie möglichen Verstärkungsmaßnahmen deutlich.
Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde ein Kleinprüfkörper eines Saumblech-Steg-Anschlusses mit einem äquivalenten Spannungsfeld und äquivalenten Kerbspannungen, wie der Großprüfkörper aus der Masterarbeit „Ermüdung von Saumblechanschlüssen“ entwickelt. Hierfür wurde ein Ingenieurmodell als Vorüberlegung entwickelt und darauf aufbauenden eine numerische Untersuchung mit dem FE-Programm Abaqus unter Verwendung des Kerbspannungskonzeptes durchgeführt.
Die Masterarbeit untersucht die Eignung zweier Verfahren zur Prognose wirbelerregter Querschwingungen. Dabei handelt es sich um Schwingungen, welche aus der alternierenden Ablösung von Wirbeln an kantigen Baukörper entstehen können. Um die Berechnungsergebnisse der Verfahren bewerten zu können, wurde ein Windkanalversuch zur Beobachtung der wirbelerregten Querschwingungen konzipiert und durchgeführt. Anschließend wurden die prognostizierten Amplituden mit den berechneten Amplituden verglichen und die Unterschiede herausgearbeitet.
Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde ein Kleinprüfkörper eines Saumblech-Steg-Anschlusses mit einem äquivalenten Spannungsfeld und äquivalenten Kerbspannungen, wie der Großprüfkörper aus der Masterarbeit „Ermüdung von Saumblechanschlüssen“ entwickelt. Hierfür wurde ein Ingenieurmodell als Vorüberlegung entwickelt und darauf aufbauenden eine numerische Untersuchung mit dem FE-Programm Abaqus unter Verwendung des Kerbspannungskonzeptes durchgeführt.
Die Masterarbeit befasst sich mit dem Entwurf und der Bemessung eines Ersatzneubaus der Straßenbrücke über die Ahne. Im Fokus standen die Entwicklung einer wirtschaftlichen Verbundbrückenkonstruktion, die Untersuchung verschiedener Ausführungsvarianten sowie die Nachweisführung der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit des Bauwerks.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Blockscherversagen geschraubter Stahlbauverbindungen experimentell und numerisch untersucht. Die Ergebnisse verdeutlichen den Einfluss ungestützter Verbindungen auf den Blockscherwiderstand und zeigen Weiterentwicklungsbedarf bei den aktuellen Bemessungsregeln des Eurocode 3 auf.
Die Masterarbeit befasste ich mit der numerischen Untersuchung des Saumblech-Steg-Anschlusses in nicht begehbaren dichtgeschweißten Hohlkästen im Brückenbau. Hierzu wurde die Ermüdungsfestigkeit mit dem Kerbspannungskonzept in dem FE-Programm Abaqus bestimmt und dem vereinfachenden RE-ING Verfahren gegenübergestellt. Hierbei konnte ein signifikanter Unterschied in der Ausnutzung des Ermüdungsnachweises der beiden Verfahren festgestellt werden.
Das Masterprojekt untersucht den Nachweis des Blockscherversagens geschraubter Stahlverbindungen im Eurocode 3. Die Ergebnisse zeigen, dass die aktuellen Regelungen des Eurocodes die Tragfähigkeit von Anschlüssen teilweise konservativ bewerten und dass Blockscherversagen bei bestimmten Schraubenkonfigurationen maßgebend werden kann. Darüber hinaus wird die Hypothese aufgestellt, dass dieser Versagensmechanismus bereits teilweise in den früheren empirischen Nachweisen der DIN 18800 berücksichtigt wurde und durch weiterführende Versuche im Rahmen einer anschließenden Masterarbeit untersucht werden sollte.
Diese Arbeit untersucht die Ermittlung effektiver Kerbspannungen geschweißter Stahlbauteile mithilfe der Finite-Elemente-Software Abaqus unter Berücksichtigung der IIW-Richtlinien. Dabei wird die Substrukturtechnik zur Reduzierung der Rechenzeiten eingesetzt und hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass Kerben zu einer deutlichen Spannungserhöhung führen und die Substrukturtechnik eine effiziente und zuverlässige Methode zur Bestimmung von Kerbspannungen darstellt.
Das Masterprojekt befasste sich mit der Modellierung eines abgespannten Windmessmastes in einer vorgegebenen FE-Softwareumgebung zur Untersuchung des dynamischen Verhaltens. Zur Reduzierung des Rechenaufwandes wurde die Fachwerkkonstruktion in einen äquivalenten Balken überführt. Zur Kontrolle wurde das Modell mit vorhergehenden Untersuchungen verglichen, wobei eine gute Übereinstimmung bezüglich des dynamischen Verhaltens erzielt werden konnte.
Die Bachelorarbeit befasste sich mit der Bemessung und der Konstruktion einer Fußgängerbücke über die Ahna in Aluminiumbauweise. Der neue Tragwerksentwurf der Brücke besteht aus zwei Längsträgern als Fachwerk, die in regelmäßigen Abständen durch Querträger gekoppelt sind. Im Zuge der Arbeit wurden die statischen Nachweise des Haupttragsystems sowie der maßgebenden Details geführt. Anschließend wurde die Brücke zudem auf Anfälligkeit gegenüber Schwingungen aus Fußgängererregung untersucht.