Ein neues Materialgesetz zur wirklichkeitsnahen Beschreibung des Baustoffverhaltens von Mauerwerk

Abstract

FachthemenAuf Grund einer Vielzahl an möglichen Stein-Mörtel-Kombinationen scheint es leicht verständlich, daß im Mauerwerksbau zum Teil erhebliche Unterschiede in den Verläufen entsprechender Materialkennlinien existieren. Für die Berechnung von Traglasten, die möglichst den tatsächlichen Tragwiderstand widerspiegeln sollen, ist eine adäquate mathematische Beschreibung der Arbeitslinien für Mauerwerk erforderlich. Ein passendes Materialgesetz sollte dabei die tatsächlichen Spannungs-Dehnungs-Verläufe abbilden können und zum anderen mathematisch geschlossen differenzierbar und integrierbar sein. Das in diesem Beitrag vorgestellte neue Materialgesetz erfüllt beide Anforderungen. Es zeichnet sich durch eine sehr gute Anpassungsfähigkeit an die im Versuch ermittelten Materialkennlinien und eine hohe Flexibilität im Grad der Nichtlinearität aus. Des Weiteren ist es analytisch explizit integrierbar und damit ohne Probleme zur Bestimmung von Traglasten verwendbar. Die Vorgehensweise kann mit der Bestimmung entsprechender Parameter auf Basis von Versuchsergebnissen, der Beschreibung des vollständigen Verlaufs der Materialkennlinien sowie der analytischen Bestimmung der Querschnittstragfähigkeit von Mauerwerk als geschlossen bezeichnet werden.

Basement wall under earth pressure loading with low surcharge

“…For the determination of elastic deflections in the masonry, the real deflections of the masonry and the actual material behaviour have to be considered, so there are non-linear relationships that cannot be calculated with simple formulae. One possible solution is the use of the transfer matrix method, for example as described in [11], [12], [16] and [17]. The numerical procedure is based on [11], [12], [16] und [17] dar.…”

Verformungsverhalten von Kellerwänden unter Berücksichtigung des tatsächlichen Materialverhaltens

“…Am Lehrstuhl Tragwerksplanung der TU Dresden wurde für die Simulation des Spannungs-DehnungsDruckverhaltens von Mauerwerk ein spezieller Spannungsansatz konzipiert und vielfach erprobt, siehe auch [3]. Die nichtlineare Ansatzfunktion lautet: Der an und für sich parabolische Ansatz geht bei c = 1 bzw.…”

Zur Ermittlung der Tragfähigkeit an zentrisch und exzentrisch gedrückten Mauerwerksquerschnitten

“…Die entsprechenden Bestimmungsgleichungen bei Verwendung des Materialgesetzes nach Gl. (1) sind bereits in [3] enthalten, so daß auf eine erneute Darstellung verzichtet werden kann.…”

“…Die Materialabhängigkeit wird dabei über den Ansatz der beiden Kennwerte α R und k a nach [3] am gerissenen Querschnitt mit ε 1 = 0 berücksichtigt.…”

“…hierzu[3]). Der geringe Unterschied der Querschnittstragfähigkeit ist auf das Verhältnis α R / 2 k a zurückzuführen.…”