Header

Shop : Details

Shop
Details
48,80 €
ISBN 978-3-8440-7328-7
Paperback
164 Seiten
79 Abbildungen
243 g
21 x 14,8 cm
Englisch
Dissertation
April 2020
Georgios Gaganelis
Ultra-light Hybrid Concrete-Steel Beams
An optimization strategy for finding resource-efficient alternative designs to conventional RC structures is developed and validated experimentally on the example of a simple RC beam. The optimized structures are shaped and designed according to the flow of forces and thus with minimum material amounts. They preserve both load-bearing capacity and stiffness while significantly reducing weight and CO2 emissions.
An efficient topology optimization approach is developed taking into account the compression affinity of concrete and the tension affinity of steel. The optimization problem is formulated to maximize the structural stiffness while limiting the total amount of material to a fraction of the initial design domain’s volume.
The approach is applied to a conventional RC beam loaded in 4-point bending. Its load-deflection curve, the maximum load and its weight serve as reference. The design resulting from the optimization yields a truss-like structure made of longitudinally stressed compression and tension struts consisting of concrete and steel, respectively. It is converted into two alternatives, namely a RC truss structure and a hybrid concrete-steel (HCS) truss structure made of ultra-high performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC) and sectional steel type S 355 for the tension struts. No concrete cover is applied to the latter. Weight is reduced by 53 % and 83 % by the RC and the HCS truss structure, respectively.
Experiments reveal that the optimized structures have a significantly higher stiffness while exhibiting a similar load-bearing capacity compared to that of the reference beam. Moreover, they reduce the material-induced CO2 emissions of the initial RC design by 40–44 %.
Schlagwörter: structural concrete; opology optimization; lightweight design; environmental impact; truss design; UHPC; fibers; CO2
Schriftenreihe des Instituts für Konstruktiven Ingenieurbau
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. R. Breitenbücher, Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Höffer, Univ.-Prof. Dr. Markus Knobloch, Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mark und Prof. Dr.-Ing. Markus Thewes, Bochum
Band 2020,2
Verfügbare Online-Dokumente zu diesem Titel
DOI 10.2370/9783844073287
Sie benötigen den Adobe Reader, um diese Dateien ansehen zu können. Hier erhalten Sie eine kleine Hilfe und Informationen, zum Download der PDF-Dateien.
Bitte beachten Sie, dass die Online-Dokumente nicht ausdruckbar und nicht editierbar sind.
Bitte beachten Sie auch weitere Informationen unter: Hilfe und Informationen.
 
 DokumentGesamtdokument 
 DateiartPDF 
 Kosten36,60 € 
 AktionDownloadZahlungspflichtig kaufen und download der Datei 
     
 
 DokumentInhaltsverzeichnis 
 DateiartPDF 
 Kostenfrei 
 AktionDownloadDownload der Datei 
     
Benutzereinstellungen für registrierte Online-Kunden (Online-Dokumente)
Sie können hier Ihre Adressdaten ändern sowie bereits georderte Dokumente erneut aufrufen.
Benutzer
Nicht angemeldet
Export bibliographischer Daten
Shaker Verlag GmbH
Am Langen Graben 15a
52353 Düren
  +49 2421 99011 9
Mo. - Do. 8:00 Uhr bis 16:00 Uhr
Fr. 8:00 Uhr bis 15:00 Uhr
Kontaktieren Sie uns. Wir helfen Ihnen gerne weiter.
Captcha
Social Media