Hochbelastbare CFK-Biege- und CFK-Querkraftträger: Angepasste Balkentheorien höherer Ordnung

Biege- und Querkraftträger mit rechteckigem oder I-förmigem Querschnitt sind im Stahlbau hinlänglich bekannt, jedoch ist bei der Ausbildung der Trägerstege und -gurte aus modernen CFK-Verbund-Laminaten eine angepasste Strukturmodellbildung erforderlich, um den Besonderheiten des im Allgemeinen anisotropen Leichtbauwerkstoffes CFK adäquat Rechnung zu tragen. Im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekts "Große, hochbelastbare Biegeträger aus Faser-Kunststoff-Verbunden" sind angepasste Balkentheorien höherer Ordnung formuliert und implementiert worden, die auf einer recht allgemeinen Kinematik mit segmentweise verschiebungsbasierten Ansätzen für die Trägerstege und -flansche basieren. Den Besonderheiten unterschiedlichster Laminat-Lagenaufbauten kann damit adäquat Rechnung getragen werden. In vielen Fällen können damit die Träger-Deformationen und Beanspruchungen sogar in geschlossen-analytischer Weise gewonnen werden, ansonsten ist eine wenigstens semi-analytische Beschreibung möglich. Dies ist insbesondere im Hinblick auf Parameterstudien und die gezielte Trägeroptimierung von großem Vorteil.