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K. Zierler:
"Zur nichtlinearen Dynamik abgespannter Mastkonstruktionen";
Betreuer/in(nen): R. Heuer; Institut für Hochbau, Baudynamik und Gebäudetechnik, 2019.

In dieser Arbeit werden abgespannte Mastkonstruktionen auf den Ausfall der Abspannseile
untersucht.
In Kapitel 1 wird erläutert, wo abgespannte Mastkonstruktionen zum Einsatz kommen
und welche maßgebenden Beanspruchungen auf derartige Systeme einwirken. Im Anschluss
daran wird auf die in den untersuchten Bauwerken verwendeten Materialien sowie die
gewählten Querschnitte eingegangen. Als wichtiges Konstruktionsdetail wird der Fußknotenpunkt
der Mastkonstruktion im Bezug auf dessen Modellierung diskutiert.
Die Herleitung der benötigten Grundgleichungen zur Durchführung der Simulationen
wird in Kapitel 2 diskutiert. Hierbei wird zunächst erklärt, wie die Ersatzfedersteifigkeit
der Abspannseile berechnet werden kann. Im Anschluss daran wird für fachwerkartige
Konstruktionen die Ermittlung der Ersatzbiegesteifigkeit zur Berechnung als Ersatzbalken
erläutert. Unter Kenntnis der zuvor bestimmten Werte wird in weiterer Folge beschrieben
wie nach Theorie II. Ordnung die Biegelinie des Systems abgeleitet werden kann. Unter
Verwendung dieser Funktionen wird das Ritzsche Verfahren zur Ermittlung der geometrisch
nichtlinearen Bewegungsgleichung des Systems angewandt.
Die numerische Simulation wird in Kapitel 3 behandelt. Hierin werden zunächst die Eingangsparameter
der Berechnung erläutert. Im Anschluss daran erfolgt die Diskussion der
Simulationsergebnisse.
Abschließend wird ein Ausblick gegeben, welche Schritte in weiterer Folge zu setzen wären,
um das Berechnungsmodell auf eine 3-dimensionale Untersuchung zu erweitern.

The aim of this Diploma Thesis is to examine under which circumstances failures of the
prestressed cables of guided masts occur.
The first chapter presents an overview of the differnt types of masts, their leading loads,
the used materials as well as the cross-sections. As a special detail, the base point of the
construction is discussed in the context of modelling in simulations.
The basic equations necessary for carrying out the simulations are derived in chapter 2.
Firstly, the replacement spring stiffness of the prestressed cables is calculated in avoidance
of having to work with an unduly complicated set of formulas during the simulation process.
Secondly, the substitute bending stiffness of the framework construction is determined in
order to be able to model the mast as a simple beam. Those two values are then utilized
for deriving the system´s deflection curve using second order theory. Subsequently, the
geometricel nonlinear equation of motion is derived using the Ritz method.
The third chapter of this study mainly addresses the numeric simulations. Both the basic
parameters of the computation and the discussion of the results are situated in this section.
Finally, an outlook is given for extending the present work to three-dimensional studies of
the dynamic behaviour of guided masts.

https://publik.tuwien.ac.at/files/publik_286541.pdf