Ermüdungsversuche an großformatigen vorgespannten Betonbalken

Abstract

Zur besseren Einschätzung des Ermüdungsverhaltens realer Bauteile sind großformatige Ermüdungsversuche gegenüber Zylinderdruckversuchen geeigneter, da in ihnen Prozesse wie lokale Steifigkeitsänderungen und Spannungsumlagerungen realitätsnäher berücksichtigt werden. In diesem Beitrag wird ein Versuchskonzept für großformatige Betonbalken unter Ermüdungsbeanspruchung vorgestellt. Die geplanten Ermüdungsversuche werden zudem in einem numerischen Modell simuliert. Als Ergebnis der Berechnungen lässt sich ein sukzessiver Schädigungsfortschritt erkennen, der von den Randzonen des Querschnitts in Balkenmitte mit zunehmender Beanspruchungsdauer in das Querschnittsinnere fortschreitet. Infolge der ermüdungsbedingten lokalen Steifigkeitsänderungen kommt es zu Spannungsumlagerungen, sodass die ursprünglich stark beanspruchten Randzonen entlastet werden und sich die Lebensdauer des Bauteils verlängert.

For a better assessment of the fatigue behaviour of real structures, large-scale fatigue tests are more suitable than cylinder compression tests, since effects such as local stiffness changes and stress redistributions can be reproduced more realistically. This article presents an experimental setup for large-scale concrete beams subjected to fatigue loading. Additionally, the planned fatigue tests are simulated with a numerical model. The results of the numerical investigations show a successively increasing damage propagating with increasing load cycles from the edges in the middle of the beam into the centre of the cross-section. Stress redistributions occur as a result of local stiffness changes. The initially high stressed edges are relieved and the stresses in the centre of the beam increase, which extends the lifetime of the component.