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Autor
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Emmanouil-Ioannis Daktylidis
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Universität
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Nationale Technische Universität Athen |
Diese Exzentrizitäten beeinflussen häufig das Tragverhalten unter Belastungsbedingungen wie Wind oder Schnee. Die vorliegende Studie zielt darauf ab, einen Knotenpunkt zu entwickeln, der die angeschlossenen Stäbe ohne Einbringung von Exzentrizitäten aufnehmen kann. Dies wird durch die Anwendung von doppelten scherenartigen Elementen erreicht, wobei ein zusätzlicher Stab zur konventionellen Zweistab-Scherenkonfiguration hinzugefügt wird. Auf diese Weise werden Exzentrizitäten bei der geometrischen Konfiguration des Knotenpunkts eliminiert.
Die Geometrie des Knotenpunkts hängt unmittelbar von der Querschnittsgeometrie der angeschlossenen Stäbe ab. Daher wird eine Methodik verfolgt, um die optimalen Aluminium-Hohlquerschnitte für die Verwendung in der Struktur zu bestimmen. Zunächst werden starre Elemente für die Knotenpunkte und lineare Balken-Finite-Elemente für die Stäbe angenommen. Anschließend werden lineare Analysen unter Aufbringung der angenommenen Knotenlasten sowie Schnee- und Windlasten gemäß den relevanten Bemessungsnormen durchgeführt.
Die endgültige Festlegung der Querschnitte erfolgt über zwei Ansätze. Zuerst werden geometrisch nichtlineare Analysen (GNA) durchgeführt, um die Schnittgrößen mit den aus der linearen Analyse erhaltenen zu vergleichen. Anschließend werden geometrisch nichtlineare Analysen mit Imperfektionen (GNIA) durchgeführt, wobei anfängliche Imperfektionsformen verwendet werden, die aus den Knick-Eigenformen vorangegangener linearer Verzweigungslastanalysen abgeleitet wurden. Die endgültigen Querschnitte werden durch Vergleich der Ergebnisse und Nachweise gemäß den Bestimmungen des Eurocode 9 für Aluminiumtragwerke festgelegt. Sobald die Querschnitte finalisiert sind, wird auch die Geometrie des Knotenpunkts festgelegt, und die entsprechenden Knotenlasten im Tragwerk werden entsprechend angepasst.
Abschließend wird eine Simulation des Knotenpunkts und der Stäbe mit Volumen-Finite-Elementen durchgeführt. Diese Analyse liefert Erkenntnisse hinsichtlich der entstehenden Spannungen im Knotenpunkt und in den Elementen und bietet wertvolle Hinweise für die Auslegung eines möglichen experimentellen Aufbaus.