3D Finite Element Analysis of building lot “Wolframstraße”

Titel in Übersetzung: 3D Finite-Elemente-Analyse des Bauloses “Wolframstraße”

Andreas-Nizar Granitzer

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

In dieser Arbeit wird der Einfluss der Herstellung einer unterirdischen Eisenbahntrasse auf das Deformationsverhalten und die Schnittgrößen eines darunter angrenzenden Drainagetunnels im Baulos „Wolframstraße“ untersucht. Zuerst erfolgt die Bestimmung anisotroper Modellierungsparameter des Tunnels, welche im Anschluss zur detaillierten Untersuchung seines Strukturverhaltens während der Bauphase zur Anwendung kommen. Die numerischen Untersuchungen erfolgten dabei mittels der FE Software PLAXIS. Das Strukturverhalten schildvorgetriebener Tunnel wird maßgeblich durch die Tübbing-Fugen beeinflusst. Zur besseren Abschätzung der auftretenden Deformationen und Schnittgrößen des Tunnels können anisotrope Modellierungsansätze herangezogen werden. Im Rahmen einer Vorstudie wurde daher ein Leitfaden zur Bestimmung der anisotropen Modellierungsparameter des Drainagetunnels entwickelt. Dabei wird dem Einfluss der Fugen sowohl durch explizite Modellierung als auch durch den Ansatz „verschmierter“ Steifigkeiten Rechnung getragen. In der Vorstudie wird das Be- und Entlastungsverhalten separat untersucht, da der gegenständliche Drainagetunnel im Zuge der Bauarbeiten beide Belastungssituationen aufweist. Die Ergebnisse führten bei der betrachteten Tunnelgeometrie zu dem Schluss, dass die Rotationssteifigkeit der Längsfugen keinen Einfluss auf das Querschnittsverhalten des Tunnels hat. Im Gegensatz dazu ließen die Ergebnisse darauf schließen, dass das axiale Strukturverhalten durch die Ringfugen signifikant beeinflusst wird. Zudem zeigte sich ein wesentlicher Einfluss der gewählten Schubsteifigkeit in der Ringfuge auf die Schnittgrößen der Tübbingsegmente, wobei unterschiedliche Tendenzen bei Be- und Entlastung auftraten. Die komplexe Geometrie des betrachteten Projektes erforderte eine dreidimensionale Betrachtung der einzelnen Bauphasen. Eine Baustellenbesichtigung vor Ort bildete die Basis zur Bestimmung relevanter Modellierungsrandbedingungen (z.B. Berücksichtigung benachbarter Gebäude im direkten Einflussbereich der Baustelle). Das Bauvorhaben führte zur Hebung des gesamten Drainagetunnels, wobei die größten Firsthebungen im Bereich der Baugrube auftraten. Die maximalen Biegemomente des Tunnelquerschnittes stellten sich vor dem Endbauzustand ein, weshalb eine genauere Betrachtung der Zwischenbauzustände notwendig war. Der erhöhte Abfluss bei starken Regenfällen wurde durch einen radialen Innendruck im Tunnel berücksichtigt und führte zur Setzung des gesamten Drainagetunnels.
Titel in Übersetzung3D Finite-Elemente-Analyse des Bauloses “Wolframstraße”
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Tschuchnigg, Franz, Betreuer (extern)
  • Stoxreiter, Thomas, Mitbetreuer (intern)
  • Galler, Robert, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung20 Dez. 2019
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2019

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 07-11-2022

Schlagwörter

  • Finite-Elemente-Methode
  • Tunnel
  • Anisotropie

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