Energetische Schädigungsanalyse von ermüdungsbeanspruchtem Beton

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Bode: Matthias: Energetische Schädigungsanalyse von ermüdungsbeanspruchtem Beton. Stuttgart : Fraunhofer IRB Verlag, 2020 (Berichte des Instituts für Massivbau der Leibniz Universität Hannover ; 17), XII, 180 S. DOI: https://doi.org/10.15488/10300

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Aufgrund von zunehmend schlankeren Bauwerken nimmt der dynamische Beanspruchungsanteil gegenüber dem Anteil der ständigen Beanspruchungen bei Brückenbauwerken und Windenergieanlagen zu. Daraus ergibt sich ein großerForschungsbedarf im Bereich der Betonermüdung.Im Rahmen dieser Arbeit werden kraftgeregelte Druckschwellversuche energetischausgewertet. Aus den Spannungs-Dehnungslinien lassen sich dabei nebeneinem elastischen und plastischen Energieanteil ebenfalls die Dissipationsenergiewerte bestimmen. Diese Dissipationsenergie ist wiederum für die Erwärmung der Probekörper infolge der zyklisch-mechanischen Beanspruchung verantwortlich. Auf Basis der festgestellten Korrelation zwischen der Probekörpererwärmung und der Schädigungsentwicklung werden die Hypothesen, die einen Zusammenhang zwischen der Dissipationsenergie und der Rissanzahl sowie der Rissgröße im Probekörper beschreiben, untersucht.Es zeigt sich, dass sich die Verläufe der mit jedem Lastwechsel dissipiertenEnergie analog zu den bereits bekannten Verläufen anderer Messparameter undSchädigungsindikatoren in drei Phasen aufteilen lassen. Ein direkter quantitativerZusammenhang zwischen dem Schädigungsgrad und der Dissipationsenergieje Lastwechsel ist hingegen nicht erkennbar. Aus der Auswertung der biszum Versagen eines Probekörpers kumulierten Dissipationsenergie resultierthingegen ein funktionaler Zusammenhang zur jeweiligen Bruchlastwechselzahl.Sämtliche Auswertungspunkte, die durch die Bruchlastwechselzahlen undden bis zum jeweiligen Versagen kumulierten Dissipationsenergiewerten beschrieben werden, liegen auf einer Kurve. Diese lässt sich durch eine Potenzfunktion beschreiben und wird als Versagenskurve bezeichnet. Die Gültigkeitder Versagenskurven wird durch die Auswertung weiterer Versuchsserien validiert.Dabei ergeben sich aus der Form der Versagenskurve Rückschlüsse auf das Ermüdungsverhalten der Versuchsserie.Aufbauend auf den Versagenskurven wird in dieser Arbeit ein neuer Schädigungsparameter eingeführt und ein neues Schädigungsmodell beschrieben. Der Schädigungsparameter ergibt sich aus dem relativen Abstand zwischen der kumulierten Dissipationsenergie des Probekörpers und der Versagenskurve derVersuchsserie. Sobald die Werte übereinstimmen, tritt das Versagen des Probekörpers ein. Aus den Auswertungen ergeben sich plausible dreiphasige Verläufe des Schädigungsparameters über die Versuchslaufzeit. Durch Modellerweiterungen kann das Modell sowohl für Einstufenversuche mit festgelegten Spannungsniveaus als auch für mehrstufige Versuche mit abnehmenden oder ansteigenden Oberspannungsniveaus verwendet werden.
License of this version: CC BY 3.0 DE
Document Type: doctoralThesis
Publishing status: publishedVersion
Issue Date: 2020
Appears in Collections:Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie
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