Grundbau — Dynamik, Softcover reprint of the original 1st ed. 1960

Der Verfasser hat mit seiner Berufung an die Technische Universitat Berlin die Verpflichtung ubernommen, die an dieser Hochschule behei­ matete Tradition der Behandlung dynamischer Probleme des Bau­ ingenieurwesens, inbesondere des Grundbaus, weiter zu pflegen. Er konnte sich dabei auf die Arbeiten von A. HERTWIG, H. REISSNER und E. RAUSCH stutzen und auf Erfolge ihrer Schuler bei der Behandlung dynamischer Probleme in der Praxis berufen. Die Vorlesung, die zur Vertiefung der Kenntnisse des Bauingenieurs gedacht ist, fUhrt den Titel "Angewandte Dynamik im Grundbau". Das vorliegende Werk, das denselben Problemen gewidmet ist, wurde kurzer "Grundbau­ Dynamik" betitelt. Dabei ist aber der Hinweis verlorengegangen, daB alle Erkenntnisse dieses Gebietes auf den Ergebnissen der Mechanik und auf den mit der Theorie in "Obereinstimmung gebrachten Erfahrun­ gen aus Experiment und Praxis beruhen. Das Ziel einer angewandten Wissenschaft muB sein, die theoretisch fundierten Berechnungsverfahren zu vereinfachen, urn durch moglichst weitgehend verminderten Arbeits­ aufwand den Anwendungsbereich in der Praxis entsprechend zu erwei­ tern. So wurde bewuBt auf alle Ableitungen dynamischer Grundgesetze und Gleichungen verzichtet und - wo moglich - der schematischen (z. B. nomographischen) Behandlung exakter Losungsverfahren der Vor­ zug gegenuber NaherungslOsungen gegeben, vor allem dort, wo letztere groBeren Rechenaufwand erfordern als die exakten. Das Streben nach wirtschaftlicher Gestaltung der dynamisch erregten Grundbauwerke fUhrt von der Blockbauweise zu aufgelOsten Konstruk­ tionen und erfordert deshalb, auch die homogenen Systeme in die Behandlung einzubeziehen. Dabei konnte an dem grundlegenden, leider restlos vergriffenen Werk von HOHENEMSER-PRAGER, "Dynamik der Stabwerke" nicht vorbeigegangen werden.

1. Einleitung.- 1.1 Anwendungsgebiete der Dynamik im Grundbau.- 1.2 Häufig benutzte Begriffe und Formelzeichen.- 1.3 Behandelte Systeme, Aufgaben und Probleme.- 1.4 Grundbegriffe.- 1.41 Darstellung eines Schwingungsvorganges.- 1.411 Darstellung als Sinuslinie, Zusammensetzen harmonischer Schwingungen.- 1.412 Darstellung durch Vektoren.- 1.413 Komplexe Darstellung.- 1.42 Arten der Erregung.- 2. Schwingungssysteme mit konzentrierten Massen.- 2.1 Einfache harmonische Schwingungen.- 2.11 Freie Schwingungen.- 2.111 Ungedämpfte freie Schwingungen.- 2.112 Gedämpfte freie Schwingungen.- 2.12 Erzwungene Schwingungen.- 2.121 Erzwungene Schwingungen ohne Dämpfung.- 2.122 Erzwungene gedämpfte Schwingungen.- 2.13 Auswertung.- 2.131 Auswertung von Schwingweg-Amplitudenkurven.- 2.131.1 Auswertung bei konstanter Erregung.- 2.131.2 Auswertung bei quadratischer Erregung.- 2.132 Amplituden der Schwingungsgeschwindigkeit.- 2.132.1 Konstante Erregung.- 2.132.2 Quadratische Erregung.- 2.133 Amplituden der Schwingungsbeschleunigung.- 2.134 Leistungskurven.- 2.135 Amplituden der Kraft.- 2.14 Dämpfung.- 2.15 Einschwingvorgänge.- 2.16 Stoßerregung.- 2.17 Analogien zwischen mechanischen und elektrischen Schwingungen.- 2.2 Nichtharmonische Schwingungen.- 2.21 Gültigkeit der Schwingungsgleichung.- 2.22 Erfahrungen bei dynamischen Baugrunduntersuchungen.- 2.23 Berücksichtigung nichtlinearer Rückstellkräfte.- 2.24 Erzwungene, ungedämpfte nichtlineare Schwingungen.- 2.25 Erzwungene, gedämpfte Schwingungen mit nichtlinearer Rückstellkraft.- 2.3 Elastisch gestützte, schwingende starre Scheibe.- 2.31 Freie Schwingungen der elastisch gestützten Scheibe.- 2.311 Sonderfall: Symmetrie um die z-Achse.- 2.312 Sonderfall: Ungedämpfte Schwingungen.- 2.313 Sonderfall: Symmetrie um die z-Achse ohne Dämpfung.- 2.32 Erzwungene Schwingungen der elastisch gestützten Scheibe.- 2.321 Sonderfall: Symmetrie um die z-Achse.- 2.322 Sonderfall: Keine Dämpfung.- 2.323 Sonderfall: Keine Dämpfung, außerdem Symmetrie um die z-Achse.- 2.324 Abstimmung.- 2.4 Mehrmassensysteme.- 2.41 Freie Schwingungen.- 2.411 Freie ungedämpfte Schwingungen.- 2.42 Erzwungene Schwingungen.- 2.421 Ungedämpftes System.- 2.421.1 Konstante Erregung, angreifend an Masse m2.- 2.421.2 Quadratische Erregung, angreifend an Masse m2.- 2.421.3 Konstante Erregung, angreifend an Masse m1.- 2.421.4 Quadratische Erregung, angreifend an Masse m1.- 2.422 Gedämpftes System.- 2.422.1 Konstante Erregung, angreifend an Masse m2.- 2.422.2 Quadratische Erregung, angreifend an Masse m2.- 2.422.3 Konstante Erregung, angreifend an Masse m1.- 2.422.4 Quadratische Erregung, angreifend an Masse m1.- 2.422.5 Abstimmung von Zweimassensystemen.- 3. Homogene Systeme, Stabwerksdynamik.- 3.1 Das exakte Berechnungsverfahren der ungedämpften, freien Schwingungen.- 3.11 Längsschwingungen.- 3.12 Querschwingungen.- 3.121 Theoretische Grundlagen.- 3.122 Verfahren von Hohenemser-Prager.- 3.123 Nomogramme der Eigenwerte.- 3.124 Schwingungsformen des Balkens und Rahmens.- 3.124.1 Schwingungsformen des Balkens.- 3.124.2 Schwingungsformen des Rahmens.- 3.2 Näherungsverfahren zur Berechnung freier, ungedämpfter Schwingungen.- 3.21 Energiemethode.- 3.22 Verfahren von Ritz.- 3.23 Schrittweise Annäherung.- 3.24 Weitere Näherungsverfahren.- 3.241 Verfahren von Dunkerley.- 3.242 Verfahren der reduzierten Massen.- 3.25 Eigenfrequenzen kombinierter Belastungen.- 3.26 Eigenfrequenzen von Systemen verschiedener Steifigkeit.- 3.27 Weiterer Vergleich exakter Ergebnisse mit Näherungsberechnungen.- 3.271 Symmetrie.- 3.272 Antimetrie.- 3.28 Veränderliches Trägheitsmoment.- 3.3 Erzwungene ungedämpfte Schwingungen.- 3.31 Verfahren nach Hohenemser-Prager.- 3.32 Verfahren nach Kolgušek.- 4. Dynamik des Baugrundes.- 4.1 Eigenschaften des Baugrundes; angenommene Schwingungssysteme.- 4.11 Die schwingende Punktmasse auf dem federnden Untergrund.- 4.12 Schwingende Punktmasse auf dem elastisch-isotropen Halbraum.- 4.13 Dämpfung des Baugrundes durch Energieabstrahlung.- 4.14 Nichtlineare Baugrundfederung.- 4.15 Variable Masse.- 4.16 Zusammenfassung.- 4.161 Dynamisches Verhalten des Baugrundes.- 4.162 Unabhängige und abhängige Bodenkonstanten.- 4.163 Ubertragbarkeit der Versuchsergebnisse auf Bauwerke.- 4.2 Baugrunduntersuchungen.- 4.21 Allgemeines.- 4.22 Die verschiedenen Arten dynamischer und seismischer Baugrunduntersuchung.- 4.23 Untersuchungsapparaturen.- 4.231 Dynamisches Verfahren, Schwingungserreger.- 4.232 Dynamisches Verfahren, Meßapparatur.- 4.233 Seismisches Verfahren, Erregung.- 4.234 Seismisches Verfahren, Meßapparatur.- 4.24 Untersuchungsverfahren.- 4.241 Dynamisches Verfahren „am Ort“.- 4.241.1 Variation des Erregermaßes.- 4.241.2 Variation des Schwingergewichtes, der Grundfläche und der statischen Pressung.- 4.241.3 Kraft- und Phasenmessung.- 4.242 Dynamische Untersuchungen im Felde.- 4.243 Seismisches Verfahren.- 4.244 Kombination des dynamischen und seismischen Verfahrens.- 4.25 Zusammenfassung der Ergebnisse.- 4.3 Schwingungsverdichtung.- 4.31 Aufgaben und Probleme der Schwingungsverdichtung.- 4.32 Theorien über das Verhalten des Bodens bei Schwingungsverdichtung.- 4.321 Resonanztheorie von A. Hertwjg.- 4.322 Theorie über den Einfluß der Lastwechselzahl von Tschebotarioff.- 4.323 Theorie über den Einfluß der Beschleunigung von Mogami und Kubo.- 4.324 Versuch einer Deutung der bisherigen Ergebnisse.- 4.33 Verdichtungsverfahren und Verdichtungsgeräte.- 4.331 Konstruktive Einzelheiten eines Sprungrüttlers.- 4.332 Nachprüfung der erreichten Verdichtung.- 4.34 Theorie der Sprungrüttler.- 4.341 Sprungrüttler ohne abgefederte Masse.- 4.341.1 Schwingungsverdichter ohne abgefederte Masse auf starrer Unterlage.- 4.341.2 Besondere Schwingertypen.- 4.342 Schwingungsverdichter mit abgefedertem Motorblock.- 4.342.1 Die Sprungphase.- 4.342.2 Gedankenmodell des plastisch-elastischen Baugrundes.- 4.342.3 Ergebnisse der Untersuchungen an einem Schwingungsverdichter der Bauart Bohn & Kähler.- 4.342.4 Zusammenfassung der Ergebnisse.- 4.4 Schwingrammung.- 4.41 Theoretische Vorarbeiten.- 4.42 Praktische Erfahrungen.- 5. Zusammenfassung der Ergebnisse.- 5.1 Schwingungssysteme mit konzentrierten Massen.- 5.2 Homogene Systeme.- 5.3 Dynamik des Baugrundes.- 5.4 Verwickelte Schwingungssysteme.