Buch, Deutsch, 1300 Seiten, Format (B × H): 170 mm x 244 mm
Reihe: edition Bautechnikgeschichte / Construction History series
Auf der Suche nach dem Gleichgewicht
Buch, Deutsch, 1300 Seiten, Format (B × H): 170 mm x 244 mm
Reihe: edition Bautechnikgeschichte / Construction History series
ISBN: 978-3-433-03476-7
Verlag: Ernst W. + Sohn Verlag
Mit dem vorliegenden Buch lädt der Verfasser seine Leser zur Suche nach dem Gleichgewicht von Tragwerken auf Zeitreisen ein. Die Zeitreisen setzen mit der Entstehung der Statik und Festigkeitslehre eines Leonardo und Galilei ein und erreichen ihren ersten Höhepunkt mit den baustatischen Theorien über den Balken, den Erddruck und das Gewölbe von Coulomb am Ende des 18. Jahrhunderts. Im folgenden Jahrhundert formiert sich die Baustatik mit Navier, Culmann, Maxwell, Rankine, Mohr, Castigliano und Müller-Breslau zu einer technikwissenschaftlichen Grundlagendisziplin, die im 20. Jahrhundert in Gestalt der modernen Strukturmechanik bei der Herausbildung der konstruktiven Sprache des Stahl-, Stahlbeton-, Flugzeug-, Automobil- und des Schiffbaus eine tragende Rolle spielt. Dabei setzt der Autor den inhaltlichen Schwerpunkt auf die Formierung und Entwicklung moderner numerischer Ingenieurmethoden wie der Finite-Elemente-Methode und beschreibt ihre disziplinäre Integration in die Computational Mechanics.
Kurze, durch historische Skizzen unterstützte Einblicke in gängige Berechnungsverfahren erleichtern den Zugang zur Geschichte der Strukturmechanik und Erddrucktheorie vom heutigen Stand der Ingenieurpraxis und stellen auch einen wichtigen Beitrag zur Ingenieurpädagogik dar.
Dem Autor gelingt es, die Unterschiedlichkeit der Akteure hinsichtlich ihres technisch-wissenschaftlichen Profils und ihrer Persönlichkeit plastisch zu schildern und das Verständnis für den gesellschaftlichen Kontext zu erzeugen. So werden in ca. 270 Kurzbiografien die subjektive Dimension der Baustatik und der Strukturmechanik von der frühen Neuzeit bis heute entfaltet. Dabei werden die wesentlichen Beiträge der Protagonisten der Baustatik besprochen und in die nachfolgende Bibliografie integriert. Berücksichtigt wurden nicht nur Bauingenieure und Architekten, sondern auch Mathematiker, Physiker, Maschinenbauer sowie Flugzeug- und Schiffbauer. Neben den bekannten Persönlichkeiten der Baustatik, wie Coulomb, Culmann, Maxwell, Mohr, Müller-Breslau, Navier, Rankine, Saint-Venant, Timoshenko und Westergaard, wurden u. a. auch G. Green, A. N. Krylov, G. Li, A. J. S. Pippard, W. Prager, H. A. Schade, A. W. Skempton, C. A. Truesdell, J. A. L. Waddell und H. Wagner berücksichtigt. Den Wegbereitern der Moderne in der Baustatik J. H. Argyris, R. W. Clough, Th. v. Kármán, M. J. Turner und O. C. Zienkiewicz wurden umfangreiche Biografien gewidmet. Eine ca. 4500 Titel umfassende Bibliografie rundet das Werk ab.
Über die Reihe edition Bautechnikgeschichte:
Mit erstaunlicher Dynamik hat sich die Bautechnikgeschichte in den vergangenen Jahrzehnten zu einer höchst lebendigen, international vernetzten und viel beachteten eigenständigen Disziplin entwickelt. Auch wenn die nationalen Forschungszugänge unterschiedliche Akzente setzen, eint sie doch das Bewusstsein, dass gerade die inhaltliche und methodische Vielfalt und das damit verbundene synthetische Potenzial die Stärke des neuen Forschungsfeldes ausmachen. Bautechnikgeschichte erschließt neue Formen des Verstehens von Bauen zwischen Ingenieurwesen und Architektur, zwischen Bau- und Kunst-, Technik- und Wissenschaftsgeschichte.
Mit der edition Bautechnikgeschichte erhält die neue Disziplin erstmals einen Ort für die Publikation wichtiger Arbeiten auf angemessenem Niveau in hochwertiger Gestaltung. Die Bücher erscheinen in deutscher oder englischer Sprache. Beide Hauptrichtungen der Bautechnikgeschichte, der eher konstruktionsgeschichtlich und der eher theoriegeschichtlich geleitete Zugang, finden Berücksichtigung; das Spektrum der Bände reicht von Überblickswerken über Monographien zu Einzelaspekten oder -bauten bis hin zu Biographien bedeutender Ingenieurpersönlichkeiten. Ein international besetzter Wissenschaftlicher Beirat unterstützt die Herausgeber in der Umsetzung des Konzepts.
Fachgebiete
Weitere Infos & Material
Zum Geleit (Prof. Ekkehard Ramm)
Vorwort
1 Aufgaben und Ziele der Historiografie der Baustatik
1.1 Wissenschaftsinterne Aufgaben
1.2 Ingenieurpraktische Aufgaben
1.3 Didaktische Aufgaben
1.4 Kulturelle Aufgaben
1.5 Ziele
1.6 Einladung zur Suche nach dem Gleichgewicht von Tragwerken in Zeitreisen
2 Lernen aus der Geschichte: Zwölf Einführungsvorträge in die Baustatik
2.1 Was ist Baustatik?
2.2 Vom Hebel zum Fachwerk
2.3 Die Entwicklung der höheren technischen Bildung
2.4 Eine Studie über Erddruck auf Stützmauern
2.5 Einblicke in den Brückenbau und die Baustatik des 19. Jahrhunderts
2.6 Industrialisierung des Stahlbrückenbaus von 1850 bis 1900
2.7 Einflusslinien
2.8 Der elastisch gebettete Balken
2.9 Deformationsverfahren
2.10 Theorie II. Ordnung
2.11 Traglastverfahren
2.12 Baugesetz - Statisches Gesetz - Bildungsgesetz
3 Die ersten technikwissenschaftlichen Grundlagendisziplinen: Baustatik und Technische Mechanik
3.1 Was ist Technikwissenschaft?
3.2 Die Aufhebung des Enzyklopädischen im System der klassischen Technikwissenschaften: Fünf Fallbeispiele aus der Technischen Mechanik und der Baustatik
4 Vom Gewölbe zum Bogen
4.1 Das Gewölbegleichnis
4.2 Das geometrische Denken in der Theorie gewölbter Brücken
4.3 Vom Keil zum Gewölbe - oder: das Additionstheorem der Keiltheorie
4.4 Von der Bruchbildanalyse in Gewölben zur Kantungstheorie
4.5 Die Stützlinientheorie
4.6 Die Durchsetzung der Elastizitätstheorie
4.7 Die Traglasttheorie der Gewölbe
4.8 Finite-Elemente-Methode
4.9 Die Untersuchungen von Holzer
4.10 Zum epistemologischen Status der Gewölbetheorien
5 Geschichte der Erddrucktheorie
5.1 Stützmauern im Festungsbau
5.2 Erddrucktheorie als Gegenstand des Militäringenieurwesens
5.3 Erweiterungen der Coulombschen Erddrucktheorie
5.4 Der Beitrag der Kontinuumsmechanik
5.5 Die Erddrucktheorie von 1875 bis 1900
5.6 Experimentelle Erddruckforschung
5.7 Erddrucktheorie in der Disziplinbildungsperiode der Geotechnik
5.8 Erddrucktheorie in der Konsolidierungssperiode der Geotechnik
5.9 Erddrucktheorie in der Integrationsperiode der Geotechnik
6 Die Anfänge der Baustatik
6.1 Was ist Festigkeitslehre?
6.2 Zum Entwicklungsstand der Statik und Festigkeitsbetrachtung in der Renaissance
6.3 Galileis "Discorsi"
6.4 Die Entwicklung der Festigkeitslehre bis 1750
6.5 Das Bauingenieurwesen im ausgehenden 18. Jahrhundert
6.6 Die Herausbildung der Baustatik: Eytelwein und Navier
6.7 Rezeption von Naviers Analyse des Durchlaufträgers
7 Die Disziplinbildungsperiode der Baustatik
7.1 Clapeyrons Beitrag zur Herausbildung der klassischen Technikwissenschaften
7.2 Die Vollendung der Technischen Balkentheorie
7.3 Von der graphischen Statik zur Graphostatik
7.4 Die Vollendungsphase der Baustatik
7.5 Die Baustatik am Übergang von der Disziplinbildungsperiode zur Konsolidierungsperiode
7.6 Lord Rayleighs Werk "The Theory of Sound" und Kirpichevs "Grundlegung der klassischen Baustatik"
7.7 Die Berliner Schule der Baustatik
8 Vom Eisenbau zum modernen Stahlbau
8.1 Die Torsionstheorie im Eisenbau und in der Baustatik von 1850 bis 1900
8.2 Der Kranbau im Schnittpunkt von Maschinenbau, Elektrotechnik, Eisenbau und Baustatik
8.3 Die Torsionstheorie in der Konsolidierungsperiode der Baustatik (1900-1950)
8.4 Auf der Suche nach der wahren Knicktheorie im Stahlbau
8.5 Stahlbau und Stahlbauwissenschaft von 1925 bis 1975
8.6 Exzentrische Bahnen - Verlust der Mitte
9 Die Stabstatik erobert die dritte Dimension: Das Raumfachwerk
9.1 Die Entstehung der Theorie des Raumfachwerks
9.2 Das Raumfachwerk im Zeitalter seiner technischen Reproduzierbarkeit
9.3 Dialektische Synthese von individueller Baugestaltung und serieller Fertigung
10 Der Einfluss des Stahlbetonbaus auf die Baustatik
10.1 Das erste Bemessungsverfahren im Stahlbetonbau
10.2 Der Stahlbetonbau revolutioniert das Bauwesen
10.3 Baustatik und Stahlbetonbau
10.3.1 Neuartige Tragwerke des Stahlbetonbaus
10.3.1.3 Die erste Synthese
10.3.2 Statisch-konstruktive Selbstfindung des Stahlbetonbaus
10.3.2.1 Scheiben und Faltwerke
10.3.2.2 Stahlbetonschalen
10.3.2.3 Die zweite Synthese
10.3.2.4 Von der Kraft des Kalküls
10.4 Der Spannbetonbau: Une révolution dans les techniques du béton (Freyssinet)
10.4.1 Leonhardts Spannbeton für die Praxis
10.4.2 Die erste Norm im Spannbetonbau
10.4.3 Die Spannbetonvorschriften in der DDR
10.4.4 Der unaufhaltsame Aufstieg des Spannbetonbaus im Spiegel der Zeitschrift Beton- und Stahlbetonbau
10.5 Es ist vollbracht: Paradigmenwechsel in der Bemessung von Stahlbetonbauteilen auch in der Bundesrepublik Deutschland
10.6 Sichtbarmachung des Unsichtbaren: Bemessen und Konstruieren im Stahlbetonbau mit Stabwerkmodellen
11 Die Konsolidierungsperiode der Baustatik
11.1 Das Verhältnis von Text, Bild und Symbol in der Baustatik
11.2 Zur Entwicklung des Deformationsverfahrens
11.3 Die Rationalisierungsbewegung in der Baustatik
11.4 Konrad Zuse und die Automatisierung des statischen Rechnens
11.4.1 Schematisierung des statisch unbestimmten Rechnens
11.4.2 Die Rechenmaschine des Ingenieurs
11.5 Der Matrizenkalkül
11.5.1 Der Matrizenkalkül in der Mathematik und theoretischen Physik
11.5.2 Tensor- und Matrizenalgebra in den technikwissenschaftlichen Grundlagendisziplinen
11.5.3 Zur Integration des Matrizenkalküls in die Ingenieurmathematik
11.5.4 Ein baustatisches Matrizenverfahren: Das Übertragungsverfahren
12 Herausbildung und Etablierung der Computerstatik
12.1 The Computer shapes the theory (Argyris): Die historischen Wurzeln der Finite-Elemente-Methode und die Entwicklung der Computational Mechanics
12.1.1 Stabwerkmodelle für elastische Kontinua
12.1.2 Modularisieren und Elementieren von Flugzeugstrukturen
12.2 Die matrizenalgebraische Reformulierung der Strukturmechanik
12.2.1 Die Grundlegung der modernen Strukturmechanik
12.2.2 Frühe Schritte des elektronischen Rechnens in der Baustatik
12.3 Die Entstehung der FEM
12.3.1 Zur klassischen Veröffentlichung einer nichtklassischen Methode
12.3.2 Von der heuristischen Potenz der FEM: Die direkte Steifigkeitsmethode
12.4 Die Grundlegung der FEM durch Variationsprinzipien
12.4.1 Das Variationsprinzip von Dirichlet und Green
12.4.2 Die erste Stufe der Synthese: Das kanonische Variationsprinzip von Hellinger und Prange
12.4.3 Die zweite Stufe der Synthese: Das Variationsprinzip von Fraeijs de Veubeke, Hu und Washizu
12.4.4 Variationsformulierung der FEM
12.4.5 Ein Symmetriebruch
12.5 Computational Mechanics
13 Dreizehn wissenschaftliche Kontroversen in der Mechanik und Baustatik
13.1 Die wissenschaftliche Kontroverse
13.2 Dreizehn Streitfälle
13.2.1 Galileis "Dialogo"
13.2.2 Galileis "Discorsi"
13.2.3 Der philosophische Streit um das wahre Kraftmaß
13.2.4 Der Streit um das Prinzip der kleinsten Aktion
13.2.5 Die Peterskuppel im Streit der Theoretiker und Praktiker
13.2.6 Diskontinuum oder Kontinuum?
13.2.7 Graphische Statik vs. Graphostatik - oder: Die Verteidigung der reinen Lehre
13.2.8 Eine Feindschaft macht zwei Schulen: Mohr gegen Müller-Breslau
13.2.9 Der Stellungskrieg
13.2.10 Bis dass der Tod euch scheidet: Fillunger gegen Terzaghi
13.2.11 "Im Prinzip ja..." - Der Streit um die Prinzipien
13.2.12 Elastisch oder plastisch - das ist hier die Frage
13.2.13 Vom Bestand des Klassischen in der Erddrucktheorie
13.3 Resümee
14 Perspektiven der Historischen Baustatik
14.1 Baustatik und Ästhetik
14.1.1 Das Schisma der Baukunst
14.1.2 Schönheit und Nutzen in der Baukunst - eine Utopie?
14.1.3 Alfred Gotthold Meyers Eisenbauten. Ihre Geschichte und Ästhetik
14.1.4 Das Ästhetische in der Dialektik von Bauen und Rechnen
14.2 Plädoyer für eine historisch-genetische Statiklehre
14.1.1 Das Schisma der Baukunst
14.1.2 Schönheit und Nutzen in der Baukunst - eine Utopie?
14.1.3 Alfred Gotthold Meyers Eisenbauten. Ihre Geschichte und Ästhetik
14.1.4 Das Ästhetische in der Dialektik von Bauen und Rechnen
14.2 Historische Technikwissenschaft ? Historische Baustatik
14.2.1 Saint-Venants Historische Gewölbetheorie
14.2.2 Historische Gewölbetheorie
14.2.3 Historisch-genetische Statiklehre
14.2.3.1 Historisch-logische Längsschnittanalyse
14.2.3.2 Historisch-logische Querschnittanalyse
14.2.3.3 Historisch-logischer Vergleich
14.2.3.4 Inhalte, Ziele, Mittel und Charakteristik der historisch-genetischen Statiklehre
14.2.4 Computergestützte Graphostatik
15 Kurzbiografien von 270 Protagonisten der Baustatik
Bibliographie
Personenregister
Sachregister
