Material Law and Model to Estimate the Minimum Reinforcement in thick Conrete Plates
Final Report Abstract
Hintergrund dieses Forschungsprojekts waren die aktuellen Regelungen der nationalen und internationalen Betonbaunormen für die Festlegung der Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite, die sich auf sehr vereinfachte Ingenieurmodelle zur Aufnahme einer empirisch modifizierten Risskraft stützen. Diese pragmatische Vorgehensweise bildet aber nicht das tatsächliche Bauteilverhalten ab. Schäden - insbesondere Wasserdurchlässigkeit bei WU-Konstruktionen - sind deshalb keine Seltenheit. Im Rahmen dieses Projekts sollten deshalb die verfügbaren Werkstoffmodelle für erhärtenden Beton verbessert werden, insbesondere hinsichtlich des Einflusses einer möglichen Vorschädigung durch die Spannungsgeschichte selbst. Zum anderen sollte ein Ingenieurmodell zur Festlegung der Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite unter Berücksichtigung des tatsächlichen Bauteilverhaltens entwickelt werden. Mit umfangreichen experimentellen Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass der Einfluss einer Vorschädigung durch die erhärtungsbedingte Spannungsgeschichte selbst von untergeordneter Bedeutung ist. Demgegenüber werden die Rissgefahr und die Intensität der Rissbildung erheblich von den viskoelastischen Eigenschaften beeinflusst. Mit dem entwickelten rheologischen Modell und dessen Implementierung in Berechnungsmodelle kann dieser Einfluss nun für die Viskoelastizität unter Zugbeanspruchung deutlich zutreffender berücksichtigt werden. Darüber hinaus wurde mit dem Ingenieurmodell auf Grundlage der Verformungskompatibilität ein Werkzeug geschaffen, welches die Festlegung der Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite unter mechanisch konsistenter Berücksichtigung des tatsächlichen Bauteilverhaltens ermöglicht. Aus Sicht der Projektbeteiligten sind die Ziele des Forschungsprojekts erreicht worden. Zukünftige Fragen, die mit heutigem Wissenstand gestellt werden können, betreffen vor allem die Größe der dauerhaft im erhärtenden Beton verbleibenden Zwangbeanspruchungen aus der Erhärtungsphase. Dies betrifft sowohl die Quantifizierung der tatsächlichen Relaxation der Zugbeanspruchungen im weiteren Verlauf sowie Modelle zur Bestimmung des Abbaus von Zwangbeanspruchungen infolge Rissbildung. Damit könnte das bisherige Ingenieurmodell auf eine Überlagerung mit weiteren Zwangbeanspruchungen, die während der Nutzung auftreten, ausgeweitet werden.
Publications
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Schlicke, D.; Tue, N. V.
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(See online at https://doi.org/10.1002/best.201500019 https://doi.org/10.1002/best.201500072)
