Grundlagen des Stahlbaues

I. Allgemeines über Stahlbauten.- 1. Anwendungsgebiete des Stahlbaues.- 2. Merkmale und Tendenzen der Entwicklung.- II. Der Baustoff Stahl.- 1. Zusammensetzung und Aufbau.- a) Reines Eisen.- b) Das System Eisen—Eisenkarbid.- c) Weitere Legierungselemente.- 2. Die Herstellung von Stahl.- a) Vorkommen von Eisen und Stahl.- b) Die Herstellung von Roheisen.- c) Die Herstellung von Stahl.- 3. Die Walzprofile.- a) Der Walzvorgang.- b) Die Walzprofilformen.- 4. Festigkeit, Verformung und Sicherheit.- a) Ruhende Beanspruchung.- b) Die Dauerfestigkeit.- c) Kerbzähigkeit und Härte.- d) Verhalten von Stahl bei hohen Temperaturen.- e) Sicherheit und zulässige Beanspruchungen.- 5. Korrosion und Korrosionsschutz.- a) Ursachen und Bedeutung der Korrosion.- b) Die Reinigung der Oberfläche.- e) Der Anstrich.- d) Metallische Schutzüberzüge.- e) Wetterfeste Stähle.- III. Verbindungsmittel.- 1. Niete, Schrauben und Bolzen.- a) Niete.- b) Schrauben.- c) Sinnbilder für Niete und Schrauben.- d) Anordnung von Nieten und Schrauben.- e) Berechnung der Niet- und Schraubenverbindungen.- f) Verformung der Nietverbindung.- g) Längsverteilung der Kräfte in einer Scherverbindung.- h) Zugverbindungen.- i) Die Gelenkbolzenverbindung.- 2. Hochfeste vorgespannte Schrauben.- a) Formgebung und Festigkeitseigenschaften der HV-Schrauben.- b) Vorspannkraft.- c) Reibungsverbindungen.- d) Vorgespannte Scherbolzenverbindungen.- e) HV-Zugverbindungen.- 3. Schweißen.- a) Der Schweißvorgang.- b) Die Schweißverfahren.- c) Schrumpfwirkungen.- d) Formen und Bezeichnungen der Schweißnähte.- e) Festigkeit und Berechnung der Schweißnähte.- f) Bauliche Einzelheiten.- IV. Numerische Lösung von Differentialgleichungen der Baustatik.- 1. Mathematische und baustatische Methoden.- a) Die Differentialgleichungen der Balkenbiegung.- b) Die Seilpolygongleichung.- 2. Numerische Integration und Differentiation.- a) Die Simpsonsche Regel.- b) Ergänzungen zur Simpsonschen Regel.- c) Die lineare Differentialgleichung erster Ordnung.- 3. Die lineare, inhomogene Differentialgleichung zweiter Ordnung.- a) Die Seilpolygongleichung bei verteilter Belastung.- b) Die Nebenfunktion y’.- c) Die Grundgleichung des dreigliedrigen Gleichungssystems.- d) Rand- und Anfangsbedingungen.- e) Der querbelastete Zug- oder Druckstab.- f) Schwingungsgleichungen.- g) Gekoppelte Differentialgleichungen.- 4. Die Differentialgleichung vierter Ordnung.- a) Allgemeine Formeln.- b) Der Balken auf elastischer Bettung.- 5. Die Membrangleichung.- a) Die Membrananalogie der Torsion.- b) Formelle Lösung.- c) Kraftmethode.- 6. Scheiben und Platten.- a) Scheibengleichungen.- b) Plattengleichungen.- c) Das Lösungsverfahren.- d) Gegenseitige Beeinflussung von Scheibe und Platte.- V. Biegung und Verdrehung des dünnwandigen, schlanken Stabes.- 1. Grundlagen und Voraussetzungen.- a) Gültigkeitsgrenzen der elementaren Biegungslehre.- b) Reine und gemischte Torsion.- c) Die Versuche von C. Von Bach am Balken mit [-Querschnitt.- d) Doppelbedeutung und Grenzlagen des Schubmittelpunktes.- 2. Stäbe mit offenem Querschnitt.- a) Verdrehungsfreie Biegung.- b) Schubspannungen und Schubmittelpunkt.- c) Torsion.- d) Torsion des I-Trägers mit Stegverbiegung.- 3. Stäbe mit Kastenquerschnitt.- a) Der Schubmittelpunkt Ol.- b) Die zweite Grenzlage O2 des Schubmittelpunktes.- c) Torsion.- VI. Stabilitätsprobleme.- 1. Knicken.- a) Knickvorgang und Knickbedingung.- b) Numerische Lösungen der Knickgleichung.- c) Energiemethoden.- d) Die Knickspannungslinie und der unelastische Knickbereich.- e) Exzentrisch gedrückte, querbelastete und gekrümmte Stäbe.- f) Der Einfluß innerer Spannungen.- g) Die zulässige Knickspannung.- h) Sonderfälle.- 2. Torsionsknicken und Kippen.- a) Grundgleichungen.- b) Torsionsknicken.- c) Kippen bei doppelt-symmetrischem Querschnitt.- d) Kippen bei einfach-symmetrischem Querschnitt.- e) Biegung und Längskraft.- f) Exzentrisches Kippen.- 3. Ausbeulen.- a) Problemstellung und Grundgleichungen der ebenen Platte.- b) Der Bryansche Grundfall der Rechteckplatte.- c) Vereinfachte Lösung für längsgedrückte Rechteckplatten.- d) Ausbeulen unter Schubbeanspruchung.- e) Bleche mit Längsaussteifungen.- f) Ausbeulen dünnwandiger Rohre.- g) Überkritische Belastungen — Leichtprofile.- h) Plastisches Ausbeulen, Beulsicherheiten.- VII. Schwingungen von Trägern.- 1. Grundbegriffe.- a) Die schwingende Feder.- b) Die Feder als Ersatzsystem.- 2. Eigenschwingungen von Trägern.- a) Vollwandige einfache Balken.- b) Energiebetrachtungen.- c) Statisch unbestimmte Vollwandträger.- d) Eigenschwingungen gedrückter Stäbe.- e) Eigenschwingungen von Fachwerkträgern.- 3. Erzwungene Schwingungen.- a) Systeme mit einem Freiheitsgrad.- b) Trägerschwingungen unter ortsfester Störungskraft.- c) Trägerschwingungen unter bewegter Last.- d) Stoßwirkung einer fallenden Last.- VIII. Ausbildung und Bemessung der Bauelemente.- 1. Vollwandige Träger.- a) Bemessungsgrundlagen.- b) Walzträger.- c) Verstärkte Walzträger.- d) Blechträger — Allgemeines und Bemessung.- e) Ausbildung genieteter Blechträger.- f) Ausbildung geschweißter Blechträger.- g) Genietete und geschraubte Trägerstöße.- h) Die Rahmenecke.- i) Verbundträger.- j) Das Traglastverfahren.- 2. Fachwerkträger.- a) Grundlagen.- b) Wahl der Stabquerschnitte.- c) Ausbildung der Stabanschlüsse.- d) Ausbildung und Bemessung der Knotenpunkte.- e) Genietete Fachwerke.- f) Geschweißte Fachwerke mit geschraubten Anschlüssen.- g) Vollständig geschweißte Fachwerke.- h) Besondere Knotenpunkte.- i) Überhöhung der Fachwerkträger.- 3. Auflager und Gelenke.- a) Die Aufgabe der Auflager.- b) Die Hertzschen Formeln.- c) Zapfenlager.- d) Bauformen.- e) Kunststofflager.- f) Auflagerung von Stützen.- IX. Herstellung der Stahlbauten.- 1. Werkstattarbeiten.- 2. Montage.- Namenverzeichnis.