Ein additives Dehnungsmodell für ermüdungsbeanspruchten Beton

Haar, Christoph von der; Marx, Steffen

doi:10.1002/best.201600048

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“…und . In dieser Arbeit wird jedoch das additive Dehnungsmodell nach von der Haar als Grundlage verwendet, das in ausführlich beschrieben ist. Im Folgenden wird nur eine kurze Darstellung präsentiert, für genauere Informationen wird auf die Originalquelle verwiesen.…”

Section: Theoretischer Hintergrundunclassified

“… Qualitativer Verlauf der einzelnen Dehnungsanteile, nach Qualitative development of the strain components, acc. …”

Section: Theoretischer Hintergrundunclassified

“…. Anstelle der tatsächlichen Spannung zu jedem Belastungszeitpunkt wird die kriechaffine Spannung σ cr,eq nach von der Haar & Marx verwendet. Dies ist eine statische Ersatzspannung, die einem bestimmten Ermüdungsbeanspruchungsniveau zugeordnet ist und dieselben Kriechdehnungen im Beton verursacht wie die zugehörige Ermüdungsbeanspruchung.…”

Section: Numerische Untersuchungenunclassified

“…Der plastische Dehnungsanteil kann als Maß für die innere Zerrüttung des Materials angesehen werden, die mit zunehmender Lastwechselzahl und Schädigung zunimmt. Die Ergebnisse von von der Haar & Marx zeigen, dass der plastische Dehnungsanteil einen linearen Zusammenhang mit der logarithmierten Bruchlastwechselzahl aufweist, Bild . Somit kann für eine bekannte Bruchlastwechselzahl die Größe des plastischen Dehnungsanteils über die Funktionsgleichung der linearen Regressionsgerade abgeschätzt werden.…”

Section: Numerische Untersuchungenunclassified

“…[14] und [15]. In dieser Arbeit wird jedoch das additive Dehnungsmodell nach von der Haar als Grundlage verwendet, das in [16]…”

Section: Additives Dehnungsmodellunclassified

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Spannungsumlagerungen bei ermüdungsbeanspruchten Spannbetonbalken im numerischen Modell und Versuch

Birkner

Marx

2019

Beton und Stahlbetonbau

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Aufgrund einer Ermüdungs-Biegebeanspruchung kommt es in stärker beanspruchten Bereichen von Betonquerschnitten zu einer Materialdegradation und einer Steifigkeitsverringerung. Als Folge lagern sich Spannungen von den degradierten Bereichen in weniger degradierte Bereiche um. Dies führt auf der Bauteilebene zu einer Verlängerung der Lebensdauer der beanspruchten Strukturen. Die derzeit gültigen Normen [1][2][3] und Richtlinien [4] zur Bemessung von Windenergieanlagen berücksichtigen diese Effekte nur unzureichend. Um das Materialverhalten von Beton unter Ermüdungsbeanspruchung zu erforschen, wurde in der Vergangenheit eine Vielzahl von Versuchen an zylindrischen Probekörpern durchgeführt [5-9]. Die Ergebnisse von Versuchen an kleinformatigen Proben geben jedoch keinen direkten Rückschluss auf das Materialverhalten bei realen Bauteilgeometrien, da Effekte wie z. B. Spannungsumlagerungen in axial beanspruchten Zylinderproben nicht in demselben Maße auftreten. Aus diesem Grund führt das Institut für Massivbau der Leibniz Universität Hannover großformatige Ermüdungsversuche an vorgespannten Betonbalken durch. Hierbei wird eine rein vertikale Ermüdungsbeanspruchung durch paarweise gegenläufig ausgerichtete Unwuchtmotoren aufgebracht, die nahe der ersten Biegeeigenfrequenz des Balkens rotieren. Durch Ausnutzen des Resonanzphänomens kann die von den Unwucht motoren im Balken erzeugte Biegebeanspruchung überhöht und so das gewünschte Beanspruchungsniveau erreicht werden. Diese Versuche werden in einem numerischen Modell nachgebildet, um so einen genaueren Einblick in die Steifigkeitsveränderungen im Querschnitt sowie die daraus folgenden Spannungsumlagerungen zu erhalten. Auf diese Weise können Erkenntnisse gewonnen werden, die eine wirtschaftlichere Bemessung von ermüdungsbeanspruchten Betonbauteilen erlauben. 2 Theoretischer hintergrund 2.1 materialverhalten unter Ermüdungsbeanspruchung Das Materialverhalten von Beton unter einstufiger einaxialer Druckschwellbeanspruchung wurde bereits in vielen Versuchsreihen untersucht [5-9]. Die Ergebnisse zeigen, dass sich unter einstufiger einaxialer Ermüdungsbeanspruchung ein charakteristischer S-förmiger Dehnungsverlauf einstellt. Holmen [6] vermutet eine Degradation der Probekörpersteifigkeit als Ursache für dieses Phänomen. In verschiedenen Versuchen an Betonzylindern wurde eine Abnahme des Elastizitätsmoduls mit einem ähnlichen S-förmigen Verlauf bestätigt [6, 10, 11]. In anderen Untersuchungen wurde herausgefunden, dass die Bruchdehnung der Probekörper bei Versuchen mit niedrigerer Belastungsfrequenz und damit längerer Belastungsdauer größer ist als bei solchen mit kürzeren Belastungsdauern [12, 13]. Daraus schließen die Autoren, dass Mithilfe eines Resonanzprüfstands werden vorgespannte Betonbalken bis in den Very-High-Cycle-Fatigue Bereich auf Ermüdung beansprucht. Es werden großformatige Probekörper untersucht, sodass im Vergleich zu üblichen Probekörpergrößen Effekte wie lokale Steifigkeitsänderungen und Spannungsumlagerungen abgebildet werden können, die einen positiven ...

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Section: Theoretischer Hintergrundunclassified

“… Qualitativer Verlauf der einzelnen Dehnungsanteile, nach Qualitative development of the strain components, acc. …”

Section: Theoretischer Hintergrundunclassified

Section: Numerische Untersuchungenunclassified

“…[14] und [15]. In dieser Arbeit wird jedoch das additive Dehnungsmodell nach von der Haar als Grundlage verwendet, das in [16]…”

Section: Additives Dehnungsmodellunclassified

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Spannungsumlagerungen bei ermüdungsbeanspruchten Spannbetonbalken im numerischen Modell und Versuch

Birkner

Marx

2019

Beton und Stahlbetonbau

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Ermüdung von druckschwellbeanspruchtem Beton – Materialverhalten, Modellbildung, Bemessung

Oneschkow

Haar

Hümme

et al. 2017

Beton Kalender 2018

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Ein additives Dehnungsmodell für ermüdungsbeanspruchten Beton

Haar

Marx

2017

Beton und Stahlbetonbau

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In diesem Beitrag wird das Dehnungsverhalten von ermüdungsbeanspruchtem Beton auf Grundlage eines additiven Dehnungsmodells betrachtet. In dem Modell setzen sich die Dehnungen des Betons aus elastischen, viskosen, thermischen und schädigungsinduzierten Dehnungen zusammen. Die einzelnen Dehnungsanteile entwickeln sich individuell in Abhängigkeit von der Zahl der Lastwechsel, der Versuchsdauer und den zyklischen Beanspruchungsparametern. Kernstück des Beitrags ist die Bestimmung eines kriechaffinen Beanspruchungsniveaus, um den viskosen Verformungsanteil in Abhängigkeit von der Ermüdungsbeanspruchung abzuschätzen. Die gemessenen Dehnungen ermüdungsbeanspruchter Betonproben werden entsprechend der additiven Modellvorstellung zerlegt und analysiert. Durch dieses Vorgehen bieten sich neue Erkenntnisse zum Dehnungs‐ und Materialverhalten von Beton bei Ermüdungsbeanspruchung.

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Ein additives Dehnungsmodell für ermüdungsbeanspruchten Beton

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Spannungsumlagerungen bei ermüdungsbeanspruchten Spannbetonbalken im numerischen Modell und Versuch

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Ermüdung von druckschwellbeanspruchtem Beton – Materialverhalten, Modellbildung, Bemessung

Ein additives Dehnungsmodell für ermüdungsbeanspruchten Beton

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