Brückendynamik: Winderregte Schwingungen von Seilbrücken - Brossura

Starossek, Uwe

Brossura

ISBN 10: 3322831884 ISBN 13: 9783322831880

Casa editrice: Vieweg+Teubner Verlag, 2012

Riassunto

Dieses Buch stimmt inhaltlich iiberein mit meiner Dissertation "Zum dynamischen Verhalten von Seilbriicken unter Windeinwirkung," mit der ich im Juli 1991 an der Fakultat fUr Bauingenieur- und Vermessungswesen der Universitat Stuttgart promovierte. Die Dynamik der Briicken und insbesondere das Problem windindu- zierter Schwingungen gewinnt angesichts der zunehmenden Kiihnheit heutiger Bau- werke standig an praktischer Bedeutung; so entstand auch die Idee zu dieser Arbeit wahrend meiner beruflichen Tatigkeit im Briickenbau. Das Thema der Dissertation wird somit fiir einen grofieren Kreis der Fachoffentlichkeit von Interesse sein. Das vorliegende Buch, herausgegeben yom Verlag Vieweg, solI diesem Umstand Rech- nung tragen. Herr Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Jorg Schlaich, Direktor des lnstituts fUr Trag- werksentwurf und -konstruktion der U niversitat Stuttgart, unterstiitzte und betreute mein Dissertationsvorhaben und fertigte den Hauptbericht an. Ais Diskussionspart- ner und Mitberichter konnte Herr Prof. Dr.-Ing. habil. Dieter DinkIer yom hiesigen lnstitut fUr Statik und Dynamik der Luft- und Raumfahrtkonstruktionen gewonnen werden. Herr Dr.-Ing. Giinter Schwarz, Leiter der Gasdynamischen Versuchsanla- gen der Universitat Stuttgart, begleitete und forderte meinen Arbeitsfortschritt in mehreren langen Gesprachen. Er unterstiitzte die Arbeit der Berichter durch die Erstellung eines Gutachtens. Unschatzbare Hilfe erfuhr ich durch die Angehorigen des lnstituts fUr Tragwerks- entwurf und -konstruktion, von denen einige stellvertretend genannt seien. Herr Dipl.-Ing. Knut Gabriel, Leiter der Arbeitsgruppe "Zugbeanspruchte Konstruk- tionen," gewahrte mir stete ideelle, organisatorische und fachliche Unterstiitzung.

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Contenuti:

Notation.- 1 Einleitung.- 2 Zweidimensionale aeroelastische Systeme.- 2.1 Allgemeines und Überblick.- 2.2 Klassische Flattertheorie und deren Anwendung auf Brücken.- 2.2.1 Einleitung.- 2.2.2 Die klassische Flattertheorie der ebenen, harmonisch schwingenden Platte.- 2.2.2.1 Voraussetzungen und grundsätzlicher Rechengang.- 2.2.2.2 Formale Durchführung.- 2.2.3 Numerische Ergebnisse für die ebene Platte.- 2.2.3.1 Allgemeine Erörterungen.- 2.2.3.2 Nachrechnung von Teilmodellversuchen.- 2.2.3.3 Nachrechnung der Tacoma-Brücke.- 2.2.4 Vergleich mit Messungen und Diskussion.- 2.2.4.1 Überprüfung der Luftkraftterme.- 2.2.4.2 Überprüfung an beobachteten Flatterschwingungen.- 2.2.4.3 Schlußfolgerungen.- 2.2.5 Ergänzende Untersuchungen.- 2.2.5.1 Einfluß des Anströmwinkels.- 2.2.5.2 Statische Divergenz.- 2.2.5.3 Reelle Bewegungsgleichungen und viskose Dämpfung.- 2.2.5.4 Vollständige Lösung der Eigenwertaufgabe.- 2.2.5.5 Interpolationsformeln.- 2.3 Einbeziehung gemessener instationärer Luftkraftbeiwerte (modifizierte Theorie).- 2.3.1 Allgemeines.- 2.3.2 Meßanordnung und Auswertung.- 2.3.3 Diskussion der verschiedenen Meßmethoden.- 2.3.4 Verifizierung des Verfahrens.- 2.3.4.1 Gegenüberstellung der nach verschiedenen Methoden gemessenen Luftkraftbeiwerte.- 2.3.4.2 Nachrechnung von Teilmodellversuchen.- 2.3.4.3 Nachrechnung der Tacoma-Brücke.- 2.3.4.4 Zusammenfassung.- 2.3.5 Einfluß des effektiven Anströmwinkels.- 2.3.6 Vereinfachter Nachweis des Torsionsflatterns.- 2.3.7 Abschließende Bemerkungen.- 2.4 Aeroelastik beliebig bewegter Systeme.- 2.4.1 Überblick.- 2.4.2 Theoretische Luftkraftterme.- 2.4.3 Anwendung auf den Flatternachweis von Brücken.- 2.5 Zur nichtlinearen Aerodynamik.- 2.5.1 Allgemeines.- 2.5.2 Aerodynamische Hysteresis.- 2.5.3 Bisher vorgeschlagene Nachweisverfahren.- 2.6 Das dynamisch-aeroelastische Antwortproblem.- 2.6.1 Überblick.- 2.6.2 Aeroelastische Admittanz und Sinus-Böe.- 2.6.3 Zufallsverteilte Böenerregung und Spektralmethode.- 3 Die Aeroelastik des Biege-Torsions-Balkens.- 3.1 Allgemeines und Überblick.- 3.2 Methode des differentiellen Gleichgewichts.- 3.2.1 Differentialgleichungen der Bewegung.- 3.2.2 Vollständige Lösung des Randwertproblems.- 3.2.3 Behandlung als Anfangswertaufgabe.- 3.2.4 Lösung mit dynamischen Steifigkeitsmatrizen.- 3.3 Finite Elemente & Prinzip der virtuellen Verschiebungen.- 3.3.1 Allgemeines.- 3.3.2 Element-Steifigkeitsmatrizen.- 3.3.3 Element-Massenmatrizen.- 3.3.4 Element-Luftkraftmatrizen.- 3.3.5 Bewegungsgleichungen (einschließlich Dämpfungsansatz) und Lösung.- 3.3.6 Beispielrechnungen und Erprobung.- 4 Die Dynamik des randpunkterregten Seiles.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Grundgleichungen.- 4.3 Das horizontal gespannte Seil.- 4.3.1 Allgemeines.- 4.3.2 Horizontale Randverschiebungen.- 4.3.3 Vertikale Randverschiebungen.- 4.3.4 Zusammenfassung.- 4.4 Verallgemeinerung auf das schräg gespannte Seil.- 4.5 Transformation auf globale Koordinaten.- 4.6 Beispielrechnung und Diskussion.- 4.7 Linearisierung der dynamischen Seilsteifigkeit.- 4.7.1 Zielsetzung.- 4.7.2 Expansion einer dynamischen Steifigkeitsfunktion.- 4.7.2.1 Lösungsidee.- 4.7.2.2 Approximation von K durch K?.- 4.7.2.3 Übergang von K? auf S.- 4.7.3 Simultane Expansion und Kondensation.- 5 Zur Dynamik und Aeroelastik von Seilbrücken.- 5.1 Überblick.- 5.2 Zur Systemdämpfung.- 5.3 Systemeigene Mechanismen dynamischer Resistenz.- 5.4 Numerische Flatterstudie.- 5.4.1 Einleitung und Zielsetzung.- 5.4.2 Allgemeines zur rechnerischen Durchführung.- 5.4.2.1 Modellierung.- 5.4.2.2 Aufstellen und Lösen des Eigenwertproblems.- 5.4.3 Flatterberechnung einer Schrägkabelbrücke.- 5.4.3.1 Systeme und Systemparameter.- 5.4.3.2 Ergebnisse für Brücke im Endzustand.- 5.4.3.3 Ergebnisse für Brücke im Bauzustand.- 5.4.4 Schlußfolgerungen.

Su questa edizione

• Editore: Vieweg+Teubner Verlag
• Data di pubblicazione: 2012
• ISBN 10: 3322831884
• ISBN 13: 9783322831880
• Rilegatura: Copertina flessibile
• Numero di pagine: 268