Nonlinear finite element analysis of reinforced concrete corbels at both deterministic and probabilistic levels

Strauß, Alfred; Mordini, Andrea; Bergmeister, Konrad

doi:10.12989/cac.2006.3.2_3.123

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“…6). In turn, the calculated failure force, initial stiffness and softening rate with reference to the corbel by Fattuhi [19] were also more precisely captured by our model than by the model by Strauss et al [15] (Fig. 8).…”

Section: Tests By Campione Et Al [10]supporting

confidence: 59%

“…The constitutive concrete behaviour was described with an isotropic damage model. The best agreement between numerical and experimental results with respect to the load bearing capacity of corbels was achieved by Strauss et al [15] for 2D calculations (the difference between the experimental and numerical failure force was 7%), and by Manzoli et al [16] for 3D calculations, where the numerical ultimate load was higher by 11% than the experimental one. Concerning the crack pattern, the best agreement with experiments was achieved again by Manzoli et al [16].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 93%

“…Kriz and Raths [4], Robinson [5], Mattock et al [6], Yong and Balaguru [7], Foster et al [8], Nagrodzka-Godycka [9], Campione et al [10] and Souza [11], which significantly contributed to an identification of different failure mechanisms occurring in corbels. In the case of the FEM, the behaviour of reinforced concrete corbels was investigated among others by Will et al [12], van Mier [13], Renuka Prasad et al [14], Strauss et al [15] and Manzoli et al [16]. Van Mier [13] used a smeared crack approach by Rots et al [17] assuming an elasto-plastic Mohr-Coulomb yield criterion in compression.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Renuka Prasad et al [14] analyzed corbels with a smeared-fixed crack model using a constitutive model by Channakeshava and Iyengar [18]. In turn, Strauss et al [15] modelled the experiments by Kriz and Raths [4] and by Fattuhi [19] taking into account the advantage of a smeared crack approach with a yield surface by Menetrey and Willam [20] in compression available in the programme ATENA [21]. A simplified regularization technique in the form of a crack-band model was introduced.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The initial 2D calculations were performed within enhanced elasto-plasticity to model tests by Fattuhi [19] and by Mehmel and Freitag [22] in order to compare our numerical results with those by Strauss et al [15] and by Manzoli et al [16]. Next, the numerical 2D and 3D results were comprehensively compared with the corresponding tests by Campione et al [10] using 3 different enhanced continuum models: an isotropic elasto-plastic, an isotropic damage and an anisotropic smeared crack model.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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FE analysis of reinforced concrete corbels with enhanced continuum models

Syroka

Bobiński

Tejchman

2011

Finite Elements in Analysis and Design

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Section: Tests By Campione Et Al [10]supporting

confidence: 59%

Section: Introductionmentioning

confidence: 93%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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confidence: 99%

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FE analysis of reinforced concrete corbels with enhanced continuum models

Syroka

Bobiński

Tejchman

2011

Finite Elements in Analysis and Design

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Zyklisch belastete Betonstrukturen

Urban

Strauß²,

Macho³

et al. 2012

Bautechnik

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Bei Ermüdungsnachweisen von Betonstrukturen, vor allem im Bereich Offshore, wird die schrittweise Degradation von Materialparametern oftmals nicht berücksichtigt. Eine Auswirkung dieser Schädigung des Materials in Teilbereichen des Betonquerschnitts in Abhängigkeit des Belastungszustands ist eine Spannungsumlagerung innerhalb des Querschnitts und somit die Verlängerung der theoretischen Nutzungsdauer der Betonstruktur. Beton wird in seinen Eigenschaften mithilfe von Materialparametern näher bestimmt. Ein sehr wichtiger Materialparameter ist der E‐Modul, auch Elastizitätskoeffizient genannt. Ein Weg, die Schädigung des Materials in einer FE‐Analyse zu berücksichtigen, ist die schrittweise Anpassung und Minimierung des E‐Moduls. Um ein Bauwerk zu bemessen, seinen internen Spannungsverlauf oder sein Verformungsverhalten vorherzusagen, ist es somit von großer Wichtigkeit, diesen Parameter genau zu bestimmen, seine Veränderung mit der Zeit und aufgrund seiner Belastungshistorie zu kennen. In diesem Beitrag wird zusätzlich zur Robustheits‐ und Redundanz‐Definition auch eine Lebenszeitberechnung des Strabag‐Testfundaments in Cuxhaven nach Model Code 1990 für die geplanten Ermüdungsversuche mit realistisch verändertem E‐Modul ausgeführt. An der Fallstudie Cuxhaven wird mithilfe eines linearen, iterativen Modellbildungsprozesses die Nutzung der Robustheit des Systems für die Verlängerung der verbleibenden Nutzungsdauer gezeigt. Concrete structures under cyclic loading – robustness and redundancy considerations for residual lifetime optimization Concerning fatigue analysis of concrete structures, especially in offshore areas, the continuous degradation of material parameters is not taken into account. One effect of the damaged material structure in parts of the concrete cross section is the stress redistribution from highly loaded (damaged) areas to low loaded (undamaged) areas and therefore an elongation of the theoretical residual service life. Concrete is described by the use of material parameters. A very important parameter is the E‐modulus, also called the modulus of elasticity. A possibility to consider the degradation process within the material concrete is the gradual adaption and minimization of the E‐modulus. In order to analyze and dimension a structure, to predict the internal stress distribution and deflection behavior, it is very important to specify this parameter and to know the variation according loading history and time. In addition to robustness and redundancy definition given in this article, a life time calculation of the Strabag gravity base test foundation in Cuxhaven according Model Code 1990 for the planned fatigue tests with realistic reduction of E‐Modulus is performed. Concerning the case study “Cuxhaven” the use of system robustness in order to extend the residual service life is been demonstrated by means of a linear iterative modeling process.

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Experimentelle Untersuchung von ermüdungsbeanspruchten Betonstrukturen zur Feststellung des realen Schädigungsgrades

Urban

Strauß²,

Wagner

et al. 2012

Beton und Stahlbetonbau

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1 Einleitung Das primäre Ziel aktueller Regelwerke und Normen ist es, die Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit unter ökonomischer Verträglichkeit und sich verändernden Umgebungsbedingungen zu wahren. Dabei kommt meist das semiprobabilistische Teilsicherheitskonzept in Form von Gebrauchstauglichkeits-und Tragsicherheitsnachweisen in Bezug auf eine geplante Lebenszeit einer Struktur zur Anwendung. Die derzeitige Erfassung und Beschreibung von Betonermüdungsprozessen wird in folgenden Normen behandelt: -Comité Euro-International du Béton (Model Code 1990) [1] -Comité Euro-International du Béton (Model Code 2010), wird im Juni 2012 veröffentlicht werden. -Deutsches Institut für Normung (DIN 1045-1, 10.8.3) [2] -Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt-Richtlinie für Windeenergieanlagen [3] -Eurocode 2 (Bemessung von Stahlbeton) [4] -Det Norske Veritas (DNV-OS-C502) [5] -Germanischer Lloyd (IV Part 6, Section 5) [6] Für manche Strukturen, Materialien und Konstruktionskonzepte ermöglichen diese Regelwerke nur sehr konservative und eventuell auch unwirtschaftliche Ergebnisse. Dies ist der Fall bei der Verwendung von hoch-und ultrahochfesten Betonen und hat bereits zu Anpassungswünschen der ursprünglich vorgeschlagenen WÖHLERlinen im Model Code 1990 [1] geführt, siehe Anmerkungen zum Model Code 1990 in [7 bis 11]. Ingenieurbauwerke sind im Laufe ihres Lebens ständig statischen und dynamischen Lasten ausgesetzt. Diese haben sowohl künstliche wie auch natürliche Ursachen. Durch die dynamische Belastung kann es an Betonbauwerken zu Ermüdungserscheinungen kommen. Die Änderungen in der Betonmatrix, die mit diesen Ermüdungserscheinungen einhergehen, sind noch nicht vollständig untersucht. Bei den Fundamenten für Windenergieanlagen im Bereich On-und Offshore stellt die Materialermüdung eine besondere Herausforderung dar. Die Lastkombinationen, welche für die Ermüdungsnachweise angenommen werden, sind oft bemessungsmaßgebend. Da eine Spannungsumlagerung innerhalb des Querschnitts beim Nachweis nicht berücksichtigt wird, hat dies zur Folge, dass die zu bemessende Betonstruktur sehr konservativ ausgelegt wird beziehungsweise über die Lebensdauer ein höherer Schädigungsgrad angenommen wird, als er in der Realität vorliegt. Ein Ziel der Forschungen ist die Entwicklung eines Monitoringsystems, mit welchem der wirklich vorhandene Schädigungsgrad einer Betonstruktur abgelesen werden kann. Das Strabag-Testfundament in Cuxhaven, gebaut von der Ed. Züblin AG, stellt eine optimale Möglichkeit dar, dieses Monitoringsystem an einer Betonstruktur mit realen Dimensionen zu testen. Die Durchführung der Ermüdungsversuche am Testfundament Cuxhaven sind für Anfang 2013 geplant. Die vorliegende Veröffentlichung ist wie folgt gegliedert: Nach einführenden Worten über den Sachverhalt Betonermüdung und Offshore werden die Konzeption der Versuchsdurchführung, die geplante dynamische Erregung des Testfundamentes und erste Ergebnisse der nichtlinearen Modellbildung des Testfundamentes in der FE-Software ATENA vorgestellt.Experimental modelling of fat...

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Nonlinear finite element analysis of reinforced concrete corbels at both deterministic and probabilistic levels

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FE analysis of reinforced concrete corbels with enhanced continuum models

FE analysis of reinforced concrete corbels with enhanced continuum models

Zyklisch belastete Betonstrukturen

Experimentelle Untersuchung von ermüdungsbeanspruchten Betonstrukturen zur Feststellung des realen Schädigungsgrades

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