Analytische Berechnung von Stäben und Stabwerken mit stetig veränderlichen Systemgrößen nach Theorie I. und II. Ordnung

Auf der Basis des in [2] angegebenen Lösungsverfahrens für lineare Differentialgleichungen mit (stetig) veränderlichen Koeffizienten wird im vorliegenden Beitrag eine allgemeine Stabtheorie (ebenes Problem) vorgestellt. Dabei lassen sich M-, Q- und N-Verformungen, Theorie I. und II. Ordnung, elastische Bettung sowie harmonische Schwingungen berücksichtigen. Querschnittswerte, Normalkraft (im Fall der Theorie II. Ordnung), Bettungsziffer und Massenbelegung (im Fall Schwingungen) dürfen gemäß eines beliebigen Polynoms veränderlich sein. Der allgemeine Fall, bei dem alle genannten Einflüsse gleichzeitig vorhanden sein können, schließt (ohne Fallunterscheidung) beliebige Sonderfälle bis hin zur einfachsten Stabtheorie ein. Alle Ergebnisse stellen (im Rahmen der angewendeten Theorie) genaue, analytische Lösungen dar. Der einzelne Stab wird stets als ein Element behandelt, das heißt, Unterteilungen in Abschnitte wie bei numerischen Verfahren entfallen. Anhand eines Zahlenbeispiels, bei dem Querschnitt, Normalkraft und Massenbelegung veränderlich sind, wird der Rechengang detailliert gezeigt. Auf der Grundlage der hier behandelten baustatischen Theorie wurde das allgemeine Stabwerksprogramm "IQ 100" erstellt, das beim Werner-Verlag, Düsseldorf erhältlich ist.