Das Projekt "Modellierung des Verbundverhaltens von Beton- und Spannstahl unter Querzug" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Massivbau durchgeführt. Ziel ist die realitätsnahe Modellierung des Verbundverhaltens zwischen Betonstahl und Beton sowie Spanngliedern im nachträglichen Verbund und Beton unter Querzugbelastung, wie sie durch eine zweiaxiale Zugbeanspruchung hervorgerufen wird. Es sollen spezielle Verbundgesetzmäßigkeiten für die FEM entwickelt werden, die in Abhängigkeit der Querzugbeanspruchung die Verbundeigenschaften von Betonstahl und Spannstahl realistisch abbilden und für die Berechnung von Stahl- und Spannbetonbauteilen unter zweiaxialer Zugbeanspruchung (z.B. Containment unter Innendruck) eingesetzt werden. Mittels der FEM soll neben dem mittleren Last-Verformungs-Verhalten auch die Rissentwicklung (Rissbreiten, Rissabstände) wirklichkeitsgetreu abgebildet werden. Mit den gewonnenen Erkenntnissen wird erwartet, dass es möglich ist, die bereits bestehenden Simulationsansätze für das SANDIA-Modellcontainment und auch für Containments der SWR-Baulinie 72 die Effekte der Verbundtragwirkung unter Querzug weiterzuentwickeln. 1. Modellierung des lokalen Verbundverhaltens von Betonstahl unter Querzug. 2. Modellierung des lokalen Verbundverhaltens von Spannstahl im nachträglichen Verbund unter Querzug, 3. Entwicklung je eines lokalen Verbundgesetzes für Beton- und Spannstahl für die FEM. 4. FE-Simulation von Stahl- und Spannbetonbauteilen unter zweiaxialer Zugbelastung durch Anwendung der unter 3. Entwickelten Verbundgesetze. Verifizierung aller FE-Modelle mit Versuchsdaten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Einfluss von Probengeometrie und -größe auf die Ermüdung von Beton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung durchgeführt. Das Ziel des Gesamtvorhabens liegt in der versuchstechnischen Ermittlung und der wissenschaftlichen Beschreibung des Ermüdungsverhaltens von Beton, Betonstahl und deren Verbund im Bereich sehr hoher Lastwechselzahlen. Das Teilvorhaben der BAM befasst sich mit der Untersuchung des Maßstabseffektes sowie des Einflusses der Prüfkörpergeometrie auf das Ermüdungsverhalten des Betons. Durch Ermittlung eines Anpassungsfaktors kann die Vergleichbarkeit der Ergebnisse unterschiedlicher Prüfeinrichtungen sichergestellt bzw. kann dieser Einfluss durch Empfehlung einer geeigneten Probekörpergeometrie ausgeschaltet werden. Weiterhin sollen die Untersuchungen die Übertragbarkeit der Erkenntnisse aus bisherigen Untersuchungen an üblichen Laborproben auf praxisrelevante Bauteilabmessungen überprüfen. Das betrifft sowohl die Kenntnisse zu den Schädigungsmechanismen im Beton als auch die Anwendbarkeit von zerstörungsfreien Messmethoden zur Erfassung des Schädigungszustandes des Betons.
Das Projekt "Teilvorhaben: Reihenfolgeeffekte und Amplitudenwechsel sowie Verbundverhalten unter Druckschwellbeanspruchung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Lehrstuhl und Institut für Massivbau durchgeführt. Das Teilvorhaben des IMB der RWTH Aachen umfasst zwei Arbeitspakete aus dem Verbundvorhaben WinConFat. Ziel des Arbeitspakets 1.5 'Amplitudenwechsel und Reihenfolgeeffekte' ist zum einen die Überprüfung bestehender Modelle zur Abschätzung des Ermüdungsverhaltens und zum anderen deren Weiterentwicklung mit dem Ziel einer besseren Erfassung der elementaren Schädigungseffekte unter zyklischer Belastung sowie einer deutlich höheren Qualität der Modellprognose. Insbesondere die Abbildung von Reihenfolgeeffekte erfordert wegen des großen experimentellen Aufwands und der nichtlinearen Zusammenhänge eine Weiterentwicklung und Verbesserung vorhandener Modelle. Ziel des Arbeitspakets 2.1 'Beton Verbund unter sehr hohen Lastwechselzahlen ' Druckschwellbeanspruchung' sind Bemessungsvorschläge und Konstruktionsregeln, die den Verbund zwischen Betonstahl und Beton auch bei hohen Lastwechselzahlen sicherstellen. In AP 1.5 erfolgt die Formulierung, Implementierung und Kalibrierung einer versuchsgestützten Modellierungsstrategie zur ausführlichen Analyse von Reihenfolgeeffekten bei Beton unter Druckschwellermüdung. Zur Modellkalibrierung wird auf Referenzversuche zum Maßstabseffekt aus AP 1.1 (BAM) und AP 1.3 (IfMa) zurückgegriffen. Zur Validierung werden eigene Versuchsreihen mit variierter Reihenfolge der Amplituden und Mittelspannung durchgeführt. Die Untersuchungen dienen zur Formulierung von Schädigungsmodellen und -ansätzen. In AP 2.1 werden Untersuchungen des Verbunds zwischen Betonstahl und Beton unter zyklischer Beanspruchung durchgeführt. Es werden grundlegende Phänomene der Verbundwirkung bei Druckschwellbeanspruchung experimentell isoliert untersucht, sowie anhand theoretischer und numerischer Modelle analysiert. Mit diesen Untersuchungen soll gemeinsam mit AP 2.2 (TUD) ein Ingenieurmodell zur Beschreibung des Verbundes unter zyklischer Belastung hergeleitet werden, mit dem Bemessungsansätze und Konstruktionsregeln in die Praxis abgeleitet werden können.
Das Projekt "Teilvorhaben: Verbund bei Zugschwellbeanspruchung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Massivbau durchgeführt. Das geplante Gesamtvorhaben soll sich mit der wissenschaftlichen Beschreibung und der versuchstechnischen Ermittlung des Ermüdungsverhaltens von Beton, Betonstahl und deren Verbund im Bereich sehr hoher Lastwechselzahlen bis N = 10^7 befassen. Das Institut für Massivbau wird schwerpunktmäßig das Verbundverhalten von Beton und Betonstahl im Bereich von sehr hohen Lastwechselzahlen bis N = 10^7 unter Zugschwellbeanspruchung untersuchen und dabei analysieren, wie sich die Verbundspannungs-Schlupf-Beziehung von Betonen verschiedener Festigkeitsklassen auf Grund der hohen und sehr hohen Lastwechselzahlen verändern. Des Weiteren wird der Einfluss der Belastungsfrequenz und -geschwindigkeit auf das Verbundverhalten zwischen Beton und Betonstahl im Bereich der sehr hohen Lastwechselzahlen Gegenstand der Untersuchungen sein.