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E-Book

Erddruck

Autor	Achim Hettler, Karl-Eugen Kurrer
Verlag	Ernst & Sohn
Erscheinungsjahr	2019
Seitenanzahl	406 Seiten
ISBN	9783433609835
Format	PDF
Kopierschutz	DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	88,99 EUR

Das Thema Erddruck gehört zu den ältesten und umfangreichsten Kapiteln der Bodenmechanik und des Grundbaus und ist eine der Säulen des konstruktiven Ingenieurbaus. Eingangs wird die Entwicklung der Erddrucktheorie ausführlich beschrieben. Die Darstellungen reichen von den ersten Ansätzen der Erddruckbestimmung über kontinuumsmechanische Erddruckmodelle bis zur Integration der Erddruckforschung in das disziplinäre Gefüge der Geotechnik.
Der Hauptteil des Buches umfasst eine Auswahl aktueller Berechnungsgrundlagen. Ziel ist es, den Grundbauingenieuren und den Tragwerksplanern in Baufirmen, Ingenieurbüros sowie in der Bauverwaltung aber auch Studenten eine Sammlung von Arbeitsanleitungen zur Verfügung zu stellen. Um das theoretische Verständnis zu wecken, werden zunächst die wesentlichen Grundlagen zur Ermittlung des Erddrucks vorgestellt. Anschließend werden die für die Praxis wichtigsten Verfahren zum aktiven und passiven Erddruck sowie zum Erdruhedruck behandelt. Dabei werden auch räumliche Wirkungen berücksichtigt. Ein Anliegen ist es, in knapper Form auch Hinweise zu nicht alltäglichen Fragestellungen zu geben und auf weiterführende Literatur zu verweisen. In den letzten Jahren ist immer mehr die Verschiebungsabhängigkeit des Erddrucks in den Blickpunkt getreten. Dies betrifft nicht nur den passiven, sondern auch den aktiven Fall.
An den DIN-Ausschuss 'Berechnungsverfahren' wurden immer wieder Fragen herangetragen. Eine Auswahl davon wird im Kommentar zu DIN 4085 behandelt, der auch Hinweise zu den Beispielen im Beiblatt zu DIN 4085 gibt, das im September 2018 erschienen ist.
Zur Geschichte der Erddrucktheorie gehören 40 ausgewählte Kurzbiographien von Wissenschaftlern und Ingenieuren in der Praxis, die das Thema über die Jahrhunderte immer wieder aufgegriffen und weiterentwickelt haben. Ergänzt wird das Buch durch zwei Anhänge mit Begriffen, Formelzeichen und Indizes sowie Erddrucktabellen.

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Blick ins Buch

Inhaltsverzeichnis

Cover	1
Titelseite	5
Impressum	6
Widmung	7
Inhaltsverzeichnis	9
Vorwort	13
1 Einführung	15
2 Geschichte der Erddrucktheorie	17
2.1 Stützmauern im Festungsbau	19
2.2 Erddrucktheorie als Gegenstand des Militäringenieurwesens	23
2.2.1 Am Anfang war die schiefe Ebene	24
2.2.2 Von der schiefen Ebene zur Keiltheorie	33
2.2.3 Charles Augustin Coulomb	37
2.2.4 Ein Magazin für Ingenieuroffiziere	48
2.3 Erweiterungen der Coulomb'schen Erddrucktheorie	50
2.3.1 Die Trigonometrisierung der Erddrucktheorie	50
2.3.2 Der geometrische Weg	58
2.4 Der Beitrag der Kontinuumsmechanik	68
2.4.1 Das hydrostatische Erddruckmodell	69
2.4.2 Die neue Theorie des Erddrucks	71
2.5 Die Erddrucktheorie von 1875 bis 1900	81
2.5.1 Coulomb oder Rankine?	82
2.5.2 Erddrucktheorie als Gewölbetheorie	83
2.5.3 Erddrucktheorie à la française	85
2.5.4 Kötters mathematische Erddrucktheorie	89
2.6 Experimentelle Erddruckforschung	92
2.6.1 Vorläufer der experimentellen Erddruckforschung	93
2.6.2 Erddruckversuche an der Versuchsanstalt für Statik der Baukonstruktion der TH Berlin	96
2.6.3 Fehlerdiskussionen in der Endlosschleife	99
2.6.4 Entstehung der Bodenmechanik	101
2.7 Erddrucktheorie in der Disziplinbildungsperiode der Geotechnik	108
2.7.1 Terzaghi	111
2.7.2 Rendulic	113
2.7.3 Ohde	114
2.7.4 Irrungen und Wirrungen	115
2.7.5 Ein publizistischer Schnellschuss	117
2.7.6 Grundbau und Bodenmechanik=Geotechnik	118
2.8 Erddrucktheorie in der Konsolidierungsperiode der Geotechnik	123
2.8.1 Neue Subdisziplin der Geotechnik	124
2.8.2 Erddruckbestimmung in der praktischen Baustatik	126
2.9 Erddrucktheorie in der Integrationsperiode der Geotechnik	130
2.9.1 Computergestützte erdstatische Berechnungen	132
2.9.2 Geotechnische Kontinuumsmodelle	133
2.9.3 Von der Kunst des Schätzens	137
2.9.4 Die Geschichte der Geotechnik als Gegenstand der Bautechnikgeschichte	139
3 Methoden zur Ermittlung des Erddrucks	159
3.1 Übersicht und Schrankentheoreme	159
3.1.1 Übersicht über Methoden	159
3.1.2 Obere und untere Schranken	160
3.2 Kinematische Methoden beim aktiven Erddruck	161
3.3 Kinematische Methoden beim passiven Erddruck	164
3.4 Statische Methoden	168
3.4.1 Grundlagen	168
3.4.2 Rankine-Lösung	169
3.4.3 Theorie von Boussinesq/Résal/Caquot	171
3.4.4 Lösung von Pregl/Sokolowski	171
3.4.5 Verfahren von Goldscheider	171
3.4.6 Ansatz von Patki/Mandal/Dewaikar	173
3.5 Versuche und Messungen	175
3.5.1 Grundlagen und Modellgesetze	175
3.5.2 Auswertung von Versuchsergebnissen und Anwendung vonModellgesetzen	177
3.5.3 Beispiel: Ebener aktiver Erddruck aus Bodeneigengewicht	179
3.5.4 Beispiel: Ebener passiver Erddruck aus Bodeneigengewicht	180
3.5.5 Beispiel: Räumlicher Erdwiderstand vor Bohlträgern	184
3.5.6 Beispiel: Räumlicher Erdwiderstand vor quadratischen Ankerplatten	184
3.5.7 Weitere Beispiele	186
3.6 Finite-Elemente-Methode	188
3.6.1 Allgemeines	188
3.6.2 Beispiele	189
4 Ebener aktiver Erddruck	207
4.1 Grundsätzliche Überlegungen	207
4.2 Bodeneigengewicht, großflächige Gleichlasten und Kohäsion	209
4.2.1 Senkrechte Wand, waagerechtes Gelände, waagerechter Erddruck	210
4.2.2 Senkrechte Wand, waagerechtes Gelände, geneigter Erddruck	210
4.2.3 Allgemeiner Fall	211
4.3 Kohäsion, rechnerische Zugspannungen und Mindesterddruck	211
4.3.1 Ermittlung des klassischen Erddrucks	212
4.3.2 Mindesterddruck bei Vergleich der Erddruckresultierenden	213
4.3.3 Mindesterddruck bei Vergleich der Erddruckordinaten	214
4.3.4 Mindesterddruck und Auflasten	214
4.4 Vertikale Linien- und Streifenlasten	215
4.4.1 Einführung	215
4.4.2 Gleitfläche aus Bodeneigengewicht maßgebend	216
4.4.3 Untersuchung bei beliebigem Gleitflächenwinkel	218
4.5 Horizontale Linien- und Streifenlasten	221
4.6 Geschichteter Boden	221
4.7 Geknickter Geländeverlauf	223
4.8 Geknickte Wandflächen	224
4.9 Verteilung des aktiven Erddrucks	225
5 Erdruhedruck	227
5.1 Bodeneigengewicht und großflächige Gleichlasten	227
5.1.1 Waagerechtes Gelände	227
5.1.2 Geneigtes Gelände	229
5.2 Punkt-, Linien- und Streifenlasten	231
6 Ebener passiver Erddruck	237
6.1 Grundsätzliche Überlegungen	237
6.2 Eigengewicht, großflächige Gleichlasten und Kohäsion beiParallelbewegung	239
6.2.1 Ebene Gleitflächen	239
6.2.2 Pregl/Sokolowski	241
6.2.3 Vergleich	242
6.3 Drehung um den Kopf- oder den Fußpunkt	242
6.4 Verteilung des passiven Erddrucks	244
7 Räumlicher aktiver Erddruck	247
7.1 Grundsätzliche Überlegungen	247
7.2 Kreiszylindrische Flächen	249
7.3 Stützwände quer zur Böschung	251
8 Räumlicher passiver Erddruck	257
8.1 Übersicht	257
8.2 Fußwiderstand vor Bohlträgern nach Weißenbach	258
8.3 Verfahren nach DIN 4085 für begrenzte Wandabschnitte	260
9 Einfluss des Grundwassers auf den Erddruck	263
9.1 Ruhendes Grundwasser	263
9.2 Strömendes Grundwasser	263
9.3 Spaltwasserdrücke	265
10 Verdichtungserddruck	267
11 Winkelstützwände	271
12 Silodruck	275
13 Dynamische Beanspruchungen	277
14 Sonderfälle	279
14.1 Wiederholte quasistatische Beanspruchungen	279
14.2 Rohrleitungen	281
14.3 Fließdruck auf Pfähle	282
14.4 Kriechdruck	282
14.5 Quelldruck	282
14.6 Stark geklüfteter Fels	283
14.7 Aktiver Erddruck in Erdkörpern	283
15 Mobilisierung des Erddrucks	287
15.1 Übersicht	287
15.2 Grenzwerte der Verschiebung bei Erreichen des aktiven Erddrucks	288
15.3 Grenzwerte der Verschiebung bei Erreichen des passiven Erddrucks	288
15.4 Mobilisierungsfunktionen	288
15.4.1 Mobilisierter aktiver Erddruck	288
15.4.2 Mobilisierter passiver Erddruck	291
15.4.3 Räumlicher mobilisierter passiver Erddruck	294
16 Anwendungshinweise	297
16.1 Erddruckneigung und Wandreibungswinkel	297
16.2 Ansatz des Erddrucks in Abhängigkeit der Verschiebung	299
16.3 Erddruckumlagerung	302
16.4 Erddruck als günstige Einwirkung	303
17 Kommentar zu DIN 4085:2017-08	305
17.1 Übersicht	305
17.2 Aktiver Erddruck	305
17.3 Passiver Erddruck	307
17.4 Erddruck aus Verdichtung	308
17.5 Räumlicher Erddruck	308
17.6 Hinweise zu Beiblatt DIN 4085:2018-12	309
18 Vierzig ausgewählte Kurzbiographien	311
Anhang A Begriffe, Formelzeichen und Indizes	397
Anhang B Erddrucktabellen	401
EULA	410

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