LFU:online

Nach erfolgreichem Abschluss der Lehrveranstaltung verfügen die Studierenden über ein grundlegendes Verständnis für das Tragverhalten von Schalentragwerken. Sie sind in der Lage, den Spannungs- und Verformungszustand von einfachen Schalentragwerken auf der Grundlage der Membrantheorie analytisch zu berechnen, für einfache ausgewählte Beispiele die Auswirkungen von Biegestörungen zu bestimmen und komplexere Schalentragwerke numerisch auf der Grundlage der Methode der finiten Elemente zu berechnen. Damit bilden die in der Lehrveranstaltung erworbenen Kenntnisse eine Grundlage dafür, die gebaute Infrastruktur sicher (Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit), widerstandsfähig (z.B. Dauerhaftigkeit) und nachhaltig (z.B. effizienter Einsatz von Ressourcen) zu gestalten.

Die LV Flächentragwerke umfasst eine Einführung in die lineare Berechnung von Schalentragwerken mit analytischen und numerischen Methoden. Sie ist in die Abschnitte (i) krummlinige Koordinatensysteme, (ii) Grundlagen der Flächentheorie, (iii) lineare Theorie dünner Schalen in allgemeinen Koordinaten, (iv) Membrantheorie und (v) Biegetheorie von Schalen gegliedert, wobei die beiden letzten Abschnitte hauptsächlich auf Rotationsschalen bezogen sind. Besonderes Gewicht wird auf die Voraussetzungen und Vereinfachungen bei der Formulierung der mathematischen Modelle und die daraus folgenden Grenzen ihrer Anwendbarkeit gelegt. Die vermittelten theoretischen Grundlagen werden zur Lösung von Beispielen angewendet. Die analytischen Lösungen werden mit numerischen, auf der Methode der finiten Elemente basierenden Lösungen verglichen und die FE-Berechnungen dann auf komplexere Fälle erweitert. Deshalb wird dringend empfohlen, vor dem Besuch dieser LV (oder parallel dazu) die VO und UE aus „FEM – lineare Festigkeitsanalysen“ zu absolvieren. Die Vertrautheit mit der linearen Scheibentheorie und mit Plattentheorien wird vorausgesetzt.

In der Lehrveranstaltung werden mathematische Modelle der linearen Schalentheorie anhand von zur Verfügung gestellten schriftlichen Unterlagen besprochen. Beispiele zur analytischen Berechnung von Schalen werden vorgerechnet. Die numerische Berechnung von Schalen erfolgt mittels eines FE-Programms durch die Studierenden mit Hilfestellungen durch die LV-Leiter.

Die Erfolgsbeurteilung wird anhand von zwei schriftlichen Tests, in welchen die Studierenden Beispiele begleitend zur Lehrveranstaltung lösen, und die abschließende Ausarbeitung eines technischen Berichts über die FE-Berechnung eines Schalentragwerks durchgeführt. Dieser Bericht wird von den Studierenden im Rahmen einer Präsentation mit anschließender Befragung durch die LV-Leiter vorgestellt. Die LV wird positiv beurteilt, wenn insgesamt zumindest 50 % der maximalen Punktezahl erreicht werden.

Literatur zu dieser Lehrveranstaltung wird in den zur Verfügung gestellten Unterlagen angegeben.

Bachelorabschluss