Jubiläumsschrift zum 10. Wettbewerb - Auf IT gebaut
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40 Bereich Bauingenieurwesen<br />
eLearning in der Tragwerksplanung –<br />
eLearning-Simulationstool „Vorgespannter Plattenbalken“<br />
Gerold, Fabian<br />
2010 (1. Preis / Einzelarbeit)<br />
Im Spannbeton entstehen selbst bei einfachen<br />
Systemen komplexe Wechselwirkungen. Mit diesem<br />
Simulationstool können Studierende intuitiv spezielle<br />
Effekte des Spannbetons erfahren und erlernen. Alle<br />
wichtigen Systemparameter können interaktiv variiert<br />
werden, die Auswirkungen werden anhand eines<br />
Simulationsmodells verzögerungsfrei berechnet und<br />
visualisiert.<br />
Die hier vorstellte Software dient der Ergänzung<br />
der Lehre an der HTWG Konstanz bei Prof. F. Zahn, PhD.<br />
Video <strong>zum</strong> Simulationstool:<br />
www.youtube.com/fabiangerold<br />
Bild (Gerold) 1<br />
Bild (Gerold) 2<br />
Umlenkkräfte<br />
Verläuft ein Spannkabel entlang eines Radius, entstehen<br />
Umlenkkräfte, die von der Vorspannkraft P und<br />
dem Ausrundungsradius abhängen. Der Kabelverlauf<br />
wird üblicherweise so gewählt, dass die Umlenkkräfte<br />
die Zugspannungen im Beton möglichst gut kompensieren.<br />
Hierzu kann die Spannkabel-Geometrie des<br />
Beispielsystems (Zweifeldträger) im Simulationstool<br />
mit einem Eingabegerät (z. B. Maus) verändert werden:<br />
Alle Ergebnisse wie <strong>Auf</strong>lagerkräfte, Spannungen,<br />
Verformungen, Momente, Querkräfte, Umlenkkräfte<br />
und Reibungskräfte werden in Echtzeit neu berechnet<br />
und visualisiert, so dass ein intuitives Verständnis<br />
für das Systemverhalten entsteht.<br />
Reibungskräfte<br />
Die Reibungskräfte zwischen Spannkabel und Hüllrohr<br />
führen zu Spannkraftverlusten entlang des<br />
Kabels, d. h. auch die Umlenkkräfte nehmen ab von<br />
der Spannpresse bis zur Kabelverankerung. Die nach<br />
Abzug der Reibungskräfte real zur Verfügung stehende<br />
Spannkraft wird im Simulationstool numerisch<br />
berechnet und visualisiert (Balken mit Spannkabelverlauf,<br />
darunter der Kabelwinkel und die resultierende<br />
Spannkraft P(x)).<br />
Bild (Gerold) 3
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