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Erkenntnisse
aus der statischen Analyse der Bogenstaumauer Karakaya in der Türkei
von Dr. sc. techn. ETH Rudolf Trinkner

2. Berechnungsmethode und Theorie

 

Die Berechnungen wurden mit der Hilfe eines Computerprogrammes ausgeführt, welches durch die Weiterentwicklung des Programmes FLASH 2 gewonnen wurde. Das Programm wurde zur Nachrechnung verschiedener bestehenden sehr großen Bogenstaumauern benutzt. Die Ergebnisse stimmen mit den Beobachtungen an diesen Bauwerken sehr gut überein.

Für die statischen Nachweise wurde die Finite Elementmethode benutzt, welche wie folgt definiert werden kann:

Eine Näherungsmethode für Kontinuumsprobleme wie folgt:

  • Das Kontinuum wird in eine endliche Anzahl von Teilen (Elemente) aufgeteilt, deren Verhalten durch eine bestimmte Zahl von Parametern beschrieben wird, und
  • die Lösung des Gesamtsystems, als eine Ansammlung von Elementen, folgt genau den Regeln, die bei anderen Standarddiskretisationsproblemen angewendet werden.

Die Finite Elementmethode nimmt an, dass das mechanische Verhalten einer kontinuierlich gekrümmten Schale adäquat durch den Oberflächenteilbereich eines Polyeders nachgeahmt werden kann, welcher mit kleinen dreieckigen Facetten aufgebaut wird. Intuitiv scheint es, dass eine stetige Verfeinerung der Unterteilung zur Konvergenz führen muß. In der Tat, Experimente bestätigen dies. Diese Konvergenz wurde auch mathematisch bewiesen („Arch Dams analyzed by a linear finite element shell solution program“; O. C. Zienkiewicz and others).

Im Gegensatz zur internationalen Praxis im Betondammbau verwendet dieses Programm für Druckspannungen negatives und für Zugspannungen positives Vorzeichen.