Numerische Berechnung von Holzkonstruktionen unter Verwendung eines orthotropen elasto-plastischen Werkstoffmodells

Zusammenfassung

Um realitätsnahe Berechnungen von Holzkonstruktionen mit modernen numerischen Berechnungsverfahren, wie z.B. der Finite-Elemente-Methode (FEM) durchführen zu können, benötigt man geeignete Werkstoffgesetze. Ein solches Materialmodell haben Mackenzie-Helnwein et al. (2005) für technologisch einwandfreies, d.h. fehlerfreies Fichtenholz entwickelt. Dieser Beitrag behandelt die anwendungsorientierte Umsetzung des genannten Werkstoffmodells, dessen Implementierung in eine FE-Software sowie die Durchführung von numerischen Tragfähigkeitsanalysen mit Hilfe der FEM und die Validierung des Materialmodells durch den Vergleich der Ergebnisse der FE-Simulationen mit parallel durchgeführten Versuchen auf Strukturebene (Fleischmann 2005). Des Weiteren werden einige Aspekte im Zusammenhang mit der Normung in einem der beiden dokumentierten Beispiele behandelt.

Abstract

To be able to perform more realistic simulations of timber constructions with modern numerical simulation methods like the finite element method (FEM), a suitable constitutive material model is required. Such a material model was developed by Mackenzie-Helnwein et al. (2005) for clear spruce wood. This paper presents an application-oriented adaption and usage of the mentioned material model, its implementation in a FE software as well as performing ultimate load analyses using FEM and the validation of the material model by means of the comparison of results of FE Simulations and experiments on the structure level (Fleischmann 2005). Further, some aspects with respect to the standardisation are discussed in one of the two examples.