Tragverhalten von schiffbaulichen Flächentragwerken unter konzentrierten Belastungen

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Flächenbauteile von Schiffskonstruktionen sind oft konzentrierten Normalkräften ausgesetzt, etwa durch Radlasten oder fallende Objekte, was zu einer frühen Plastizierung führt. Daher ist es wichtig, das nichtlineare Tragverhalten dieser Konstruktionen zu analysieren. Basierend auf der Fließgelenklinientheorie wird ein Fließmechanismus für ein Flächentragwerk mit frei drehbarer und festeingespannter Randlagerung definiert, um die Traglast unter einer Teilflächenlast in der Plattenmitte zu bestimmen. Mit der virtuellen Energiemethode lässt sich die Traglast ermitteln, wenn nur die Biegesteifigkeit der Platte berücksichtigt wird. Berücksichtigt man die geometrischen Änderungen, erhöht sich die Tragfähigkeit durch die in der Plattenebene entstehenden Zugmembranspannungen erheblich. Das Tragverhalten kann auch analytisch anhand der Fließgelenklinientheorie durch Last-Durchbiegungsbeziehungen dargestellt werden, abhängig von den Randbedingungen und der bleibenden Durchbiegung in der Plattenmitte. In Grenzfällen mit Punkt- oder Vollflächenbelastungen stimmen die abgeleiteten Formeln mit bekannten Lösungen überein.