202.065 Structural analysis - statics 1
This course is in all assigned curricula part of the STEOP.
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2024S, VO, 4.0h, 6.0EC

Properties

  • Semester hours: 4.0
  • Credits: 6.0
  • Type: VO Lecture
  • Format: Presence

Learning outcomes

After successful completion of the course, students are able to ...

 

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage,

treffsicher mit den wichtigsten Methoden der Baustatik umzugehen, diese auf ebene Stabtragwerke in Form von Rechenbeispielen anzuwenden, die Lastabtragung und das Verformungsverhalten solcher Stabtragwerke aus der Anschauung zu analysieren, sowie Herleitungen der theoretischen Grundlagen mit dem Fachvokabular der Baustatik zu erläutern.

Die Studierenden sind insbesondere in der Lage:

-         die Merkregeln zur Einführung von Schnittgrößen herzuleiten,

-         die Gleichgewichtsbedingungen der Stabtheorie I. und II. Ordnung herzuleiten,

-         die theoretischen Grundlagen zur Bestimmung des Grads der statischen Unbestimmtheit eines Stabtragwerks zu erläutern,

-         die materiell linearen konstitutiven Momenten-Verkrümmungs- und Normalkraft-Axialverzerrungs-Beziehungen der Stabtheorie I. Ordnung herleiten,

-         herausarbeiten, in welchen Fällen ein Stab schubstrarr in Rechnung gestellt werden kann bzw. als schubelastisch betrachtet werden muss,

-         einen Überblick über Methoden zur Schnittgrößenermittlung statisch bestimmt gelagerter Einzelstäbe zu geben,

-         die Übertragungsbeziehungen (Queranteile des Stabverhaltens) nach Stabtheorie I. Ordnung herzuleiten,

-         den Einsatz des Prinzips der virtuellen Kräfte in der Baustatik zu erläutern,

-         die Methode der Belastungsumordnung bei statisch unbestimmten Systemen zu erklären,

-         die anschauliche Fassung des Kraftgrößenverfahrens herzuleiten,

-         die Dreimomentengleichung herzuleiten,

-         erläutern, wie äußerlich unbelastete Tragwerksteile durch Federn erstezt werden können, inkl. Anwednung auf schlaffe und vorgespannte Windverbände, 

-         die anschauliche Fassung des Drehwinkelverfahrens zu erklären,

-         Analogien und Unterschiede zwischen dem Kraftgrößenverfahren und dem Drehwinkelverfahren aufzuzeigen,

-         Einflusslinien für Schnittgrößen und Verschiebungsgrößen von Stabtragwerken zu erläutern,

-         die Grundgleichungen und Anwendungsgrenzen der Fließgelenktheorie I. Ordnung zu erklären,

-         eine inkrementell-elastische Fließgelenksanalyse vorzunehmen,

-         die Traglastsätze zu erklären,

-         die Grundgleichungen und Anwendungsgrenzen der Stabtheorie II. Ordnung anzuschreiben bzw. zu nennen,

-         den Einsatz der Stabtheorie II. Ordnung sowie die Begriffe Knicklänge und  Vorverformungen zu erläutern,

-         eine Stabilitätsuntersuchung des zweiten Eulerfalls vorzunehmen,

-         Knicklängendiagramme für verschiebliche, symmetrische, einstöckige Rahmen herzuleiten.

 

Subject of course

Elementare Verfahren zur Berechnung statisch bestimmter und statisch unbestimmter ebener Stabtragwerke nach Stabtheorie I. Ordnung, Fließzonentheorie I. Ordnung, Fließgelenktheorie I. Ordnung und Stabtheorie II. Ordnung werden behandelt und die Herleitungen der theoretischen Grundlagen besprochen.

Die Lehrinhalte bestehen aus folgenden Themen:

Bestimmung des Grads der statischen Unbestimmtheit (Identifikation von Randbedingungen)

Theoretische Grundlagen ausgewählter Stabtheorien:

-         Grundgleichungen der Stabtheorie I. Ordnung

-         Grundgleichungen der Fließzonentheorie I. Ordnung

-         Grundgleichungen der Fließgelenktheorie I. Ordnung

-         Grundgleichungen der Stabtheorie II. Ordnung

Methoden zum Ersatz von äußerlich unbelasteten Tragwerksteilen durch Federn und Anwenung auf schlaffe und vorgespannnte Windverbände

Methoden zur Bestimmung der Starrkörperkinematik von Systemen:

-         Polplan zur Bestimmung von Horizontal- und Vertikalverschiebungslinien

-         Methode der geklappten Verschiebungen

Stabkraftermittlung bei idealen Fachwerken:

-         Stabkraftermittlung mit dem Rundschnitt

-         Stabkraftermittlung mit dem Ritterschnitt

-         Stabkraftermittlung mit dem Prinzip der virtuellen Verschiebungen

Verschiebungsgrößenermittlung bei idealen Fachwerken:

-         Ermittlung von Knotenpunktverschiebungen dem Prinzip der virtuellen Kräfte

Schnittgrößenermittlung bei statisch bestimmten, biegebeanspruchten Stabtragwerken:

-         Schnittgrößenermittlung unter Anwendung von Gleichgewichtsbedingungen

-         Schnittgrößenermittlung bei Dreigelenkrahmen unter Anwendung von Gleichgewichtsbedingungen

-         Schnittgrößenermittlung bei statisch bestimmten Durchlaufträgern (Gerberträger)

-         Schnittgrößenermittlung bei ebenen Stabtragwerken mit Belastung normal zur Systemebene (Torsion)

Schnittgrößenermittlung bei statisch unbestimmten, biegebeanspruchten Stabtragwerken:

-         Schnittgrößenermittlung mit dem Kraftgrößenverfahren

-         Schnittgrößenermittlung mit der Dreimomentengleichung

-         Schnittgrößenermittlung mit dem Drehwinkelverfahren

-         Schnittgrößenermittlung bei ebenen Stabtragwerken mit Belastung normal zur Systemebene (Torsion)

-         Differentialbeziehungen der Stabtheorie I. Ordnung (Übertragungsbeziehungen und singuläre Funktionen)

-         Methode der Belastungsumordnung für symmetrische, biegebeanspruchte Stabtragwerke

-         Methode der Momentenfortleitung bei unverschieblichen biegebeanspruchten Stabtragwerken

Verschiebungsgrößenermittlung bei biegebeanspruchten Stabtragwerken:

-         Verschiebungsgrößenermittlung bei statisch bestimmten, biegebeanspruchten Stabtragwerken mit dem Prinzip der virtuellen Kräfte

-         Verschiebungsgrößenermittlung bei statisch unbestimmten, biegebeanspruchten Stabtragwerken mit dem Reduktionssatz der Baustatik und dem Prinzip der virtuellen Kräfte

-         Verschiebungsgrößenermittlung bei ebenen Stabtragwerken mit Belastung normal zur Systemebene (Torsion)

-         Darstellung der verformten Lage bei biegebeanspruchten Stabtragwerken

Einflusslinien für Schnittgrößen bei statisch bestimmten und statisch unbestimmten Stabtragwerken:

-         Einflusslinien für Stabkräfte bei idealen Fachwerken

-         Einflusslinien für Schnittgrößen bei biegebeanspruchten Stabtragwerken

Einflusslinien für Verschiebungsgrößen bei statisch bestimmten und statisch unbestimmten Stabtragwerken:

-         Einflusslinien für Verschiebungsgrößen bei idealen Fachwerken

-         Einflusslinien für Verschiebungsgrößen bei biegebeanspruchten Stabtragwerken

Traglastermittlung nach Fließgelenktheorie I. Ordnung:

-         Traglastermittlung unter Anwendung der Traglastsätze

-         Traglastermittlung unter Anwendung der inkrementell-elastischen Fließgelenkanalyse

Stabilitätsprobleme nach Stabtheorie II. Ordnung:

-         Ermittlung von Knicklasten, Knicklängen und Knickformen

-         Ermittlung von Vorverformungen

-         Stabilitätsanalyse der Eulerstäbe (Lösung der Differentialgleichung)

-         Herleitung von Knicklängendiagrammen

-         Stabilitätsanalyse symmetrischer einstöckiger Rahmen

Systemanalyse aus der Anschauung:

-         Qualitative Darstellung von Momenten- und Querkraftlinien

-         Qualitative Darstellung von verformten Lagen

-         Verbale Beschreibung von baustatischen Zusammenhängen und Randbedingungen

Teaching methods

Herleitung der gängigsten Berechnungsmethoden der Baustatik unter Vermittlung der theoretischen Grundlagen und der Anwendungsgrenzen, Rechnen von Beispielen, Schulung in der Systemanalyse aus der Anschauung.

Mode of examination

Written and oral

Additional information

Die Lehrveranstaltungen finden im Präsenzmodus statt. Der Informationsaustausch zwischen Vortragenden und Studierenden erfolgt zentral über den TUWEL Kurs der Baustatik Übungen. Um ab dem Semesterstart Zugang zum TUWEL-Kurs zu bekommen, ist eine unverbindliche elektronische Anmeldung zur Lehrveranstaltung „202.066 Baustatik UE“ im TISS erforderlich.

Die Baustatik Vorlesungen werden modular abgehalten, wobei insbesondere die für den Übungsbetrieb erforderlichen theoretischen Grundlagen vermittelt werden. Es wird ein diversifiziertes Lehrangebot angeboten. Entsprechende Unterlagen werden über den genannten TUWEL Kurs zur Verfügung gestellt.  Das beinhaltet die Prüfungsordnung, den Ablaufplan des Semesters, das Vorlesungsskriptum, die Vortragsfolien zu den theoretischen Grundlagen, den Fragenkatalog zur mündlichen Prüfung und Vortragsfolien der Repetitorien, Angaben und Ausarbeitungen zu vergangenen schriftlichen (Fern)prüfungen, etc. Im Vorfeld von mündlichen Prüfungen werden Repetitorien zur Systemanalyse aus der Anschauung angeboten.

 

Prüfungsmodus

Prüfungen aus Baustatik bestehen aus einem schriftlichen und einem mündlichen Teil. Für das erfolgreiche Absolvieren der Lehrveranstaltung müssen beide Prüfungsteile positiv abgeschlossen werden, siehe die Prüfungsordnung: https://www.imws.tuwien.ac.at/lehre/pruefungen/pruefungsordnungen.

Schriftliche Prüfungen werden als Präsenzprüfungen im Hörsaal abgewickelt.

Mündliche Prüfungen werden als Präsenzprüfungen im Hörsaal abgehalten. Im Anschluss an die Ausweiskontrolle startet die mündliche Prüfung. Die erste Prüfungsfrage bezieht sich auf die Systemanalyse aus der Anschauung, die zweite auf die theoretischen Grundlagen der Baustatik. Studierende müssen die gestellten Fragen unter Verwendung des Fachvokabulars der Baustatik verbal beantworten und grafische Lösungen Schritt-für-Schritt erklären. Bereits besprochene Prüfungsinhalte werden von den Prüfenden durch Weiterklicken in der Powerpointpräsentation, welche über den Beamer im Prüfungsraum geteilt wird, angezeigt.

Sollte die Systemanalyse aus der Anschauung nicht positiv beurteilt werden, wird die mündliche Prüfung bis zu einem der nachfolgenden Prüfungstermine unterbrochen. In diesem Fall ist eine erneute Anmeldung erforderlich, wobei die in der Prüfungsordnung genannten An- und Abmeldefristen einzuhalten sind. Die Fortsetzung der mündlichen Prüfung erfolgt wieder mit einer Systemanalyse aus der Anschauung. Sollte diese abermals negativ beurteilt werden, wird ein entsprechendes Lehrveranstaltungszeugnis ausgestellt. Wird im Rahmen einer fortgesetzten mündlichen Prüfung die Systemanalyse aus der Anschauung positiv beantwortet, werden weitere Verständnisfragen zu den theoretischen Grundlagen des Vorlesungsstoffs gestellt.

Beurteilungsschema bei der Prüfung:

Für die Zulassung zur mündlichen Prüfung ist entweder in den Baustatik Übungen der sogenannte „Übungsbonus“ zu erreichen, d.h. es sind mindestens zwei Drittel der maximal erreichbaren Punkte sowohl aus den Kolloquien als auch aus den Hausübungen zu erzielen; oder es ist im Rahmen einer schriftlichen Prüfung mindestens die Hälfte der maximal erreichbaren Gesamtpunktezahl zu erzielen. Punkte werden für nachvollziehbare Ausarbeitungen von Prüfungsaufgaben sowie grafische Darstellungen unter Berücksichtigung der wesentlichen baustatischen Merkmale (Gleichgewicht, geometrische Kompatibilität, lineare Kinematik, Rand- und Übergangsbedingungen, Tangentenkonstruktionen, etc.) vergeben.

Bei den mündlichen Prüfungen wird insbesondere Wert auf das Verständnis des Lehrstoffes, einen profunden konzeptionellen Überblick über theoretische Grundlagen sowie den treffsicheren Einsatz des Fachvokabulars der Baustatik gelegt.

Erforderliches technisches Equipment für die Teilnahme an Lehrveranstaltung und Prüfung:

Für schriftliche Prüfungen benötigen Studierende Papier, Schreibgeräte und Geräte für technische Zeichnungen (Lineal, Zirkel, etc.). Die Verwendung programmierbarer Taschenrechner ist erlaubt. Mündliche Präsenzprüfungen erfordern kein spezielles technisches Equipment.

Leistungsnachweis

Der Leistungsnachweis der Baustatik-Lehrveranstaltung ist unter „Prüfungsmodus“ und in der Prüfungsordnung, siehe https://www.imws.tuwien.ac.at/lehre/pruefungen/pruefungsordnungen/ geregelt. Der Leistungsnachweis der Präsenz-Lehrveranstaltung entspricht dem Leistungsnachweis der Online-Lehrveranstaltung.

Lecturers

Institute

Course dates

DayTimeDateLocationDescription
Fri13:00 - 15:0001.03.2024Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Wed11:00 - 13:0006.03.2024 - 26.06.2024Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Thu09:00 - 12:0007.03.2024Hörsaal 14 Repetitorium zur Einstiegsfrage
Thu13:00 - 15:0007.03.2024 - 27.06.2024Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Structural analysis - statics 1 - Single appointments
DayDateTimeLocationDescription
Fri01.03.202413:00 - 15:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Wed06.03.202411:00 - 13:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Thu07.03.202409:00 - 12:00Hörsaal 14 Repetitorium zur Einstiegsfrage
Thu07.03.202413:00 - 15:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Wed13.03.202411:00 - 13:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Thu14.03.202413:00 - 15:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Wed20.03.202411:00 - 13:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Thu21.03.202413:00 - 15:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Wed10.04.202411:00 - 13:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Thu11.04.202413:00 - 15:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Wed17.04.202411:00 - 13:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Thu18.04.202413:00 - 15:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Wed24.04.202411:00 - 13:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Thu25.04.202413:00 - 15:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Thu02.05.202413:00 - 15:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Wed08.05.202411:00 - 13:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Wed15.05.202411:00 - 13:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Thu16.05.202413:00 - 15:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Wed22.05.202411:00 - 13:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung
Thu23.05.202413:00 - 15:00Hörsaal AE U1 - 1 - CEE Vorlesung

Examination modalities

Please note that this lecture is tought in german language, the lecture notes are written in german, and also the examinations (both written tests and oral examinations) require advanced knowledge of the german language. 

Exams

DayTimeDateRoomMode of examinationApplication timeApplication modeExam
Mon13:00 - 17:0006.05.2024Seminarraum AA 03 - 1 written15.04.2024 08:00 - 03.05.2024 08:00TISSschriftliche Prüfung Baustatik 6. Mai 2024
Tue08:00 - 17:0014.05.2024Seminarraum AA 02 – 1 oral22.04.2024 08:00 - 10.05.2024 08:00TISSmündliche Prüfung Baustatik 14.05.2024
Tue08:00 - 17:0025.06.2024Seminarraum AA 02 – 1 oral03.06.2024 08:00 - 21.06.2024 08:00TISSmündliche Prüfung Baustatik 25.06.2024
Wed08:00 - 17:0026.06.2024Seminarraum AA 02 – 1 oral03.06.2024 08:00 - 21.06.2024 08:00TISSmündliche Prüfung Baustatik 26.06.2024
Fri13:00 - 16:0028.06.2024HS 8 Heinz Parkus - CEE written03.06.2024 08:00 - 26.06.2024 08:00TISSschriftliche Prüfung Baustatik 28.06.2024
Tue08:00 - 17:0009.07.2024Seminarraum AA 02 – 1 oral17.06.2024 08:00 - 04.07.2024 08:00TISSmündliche Prüfung Baustatik 09.07.2024 (UE-Bonus Kandidaten SS2024 & schrift. Prf. 28.06.2024)
Wed08:00 - 17:0010.07.2024Seminarraum AA 02 – 1 oral20.05.2024 08:00 - 05.07.2024 08:00TISSmündliche Prüfung Baustatik 10.07.2024 (UE-Bonus Kandidaten SS2024 & schrift. Prf. 28.06.2024)
Tue08:00 - 17:0027.08.2024Seminarraum AA 02 – 1 oral30.07.2024 08:00 - 23.08.2024 08:00TISSmündliche Prüfung Baustatik 27. August 2024
Wed08:00 - 17:0028.08.2024Seminarraum AA 02 – 1 oral30.07.2024 08:00 - 23.08.2024 08:00TISSmündliche Prüfung Baustatik 28. August 2024 (Zusatztermin bai zahlreichen Anmeldungen)

Course registration

Not necessary

Curricula

Study CodeObligationSemesterPrecon.Info
033 265 Civil Engineering Mandatory4. SemesterSTEOP
Course requires the completion of the introductory and orientation phase

Literature

Lecture notes and a collection of  examples for this course are available.

Graphisches Zentrum (Freihaus, roter Bereich, Erdgeschoss)

Previous knowledge

Vorkenntnisse aus Mathematik, Mechanik und Festigkeitslehre werden empfohlen.

Language

German