Ein mechanisch basiertes Dehnungsmodell für ermüdungsbeanspruchten Beton.
Zusammenfassung
In diesem Buch wird das Verformungsverhalten von ermüdungsbeanspruchtem Beton untersucht. Die Untersuchungen basieren auf der Hypothese, dass infolge der Ermüdungsbeanspruchung elastische, viskose, thermische und schädigungsinduzierte Dehnungen im Beton auftreten. Es wird ein additives Dehnungsmodell für ermüdungsbeanspruchten Beton entwickelt, bei dem sich die einzelnen Dehnungsanteile in Abhängigkeit von der Zahl der Lastwechsel, der Versuchsdauer und den zyklischen Beanspruchungsparametern individuell entwickeln. Kernstück ist dabei die Bestimmung eines kriechaffinen Beanspruchungsniveaus, um den viskosen Verformungsanteil in Abhängigkeit von der Ermüdungsbeanspruchung abschätzen zu können. Das kriechaffine Beanspruchungsniveau wird anhand einer rheologischen Modellvorstellung und für verschiedene Kriechtheorien abgeleitet und für unterschiedliche Mittelspannungen, Spannungsamplituden und Belastungsfrequenzen bestimmt.
Auf der Grundlage des additiven Dehnungsmodells werden die gemessenen Dehnungen ermüdungsbeanspruchter Betonproben zerlegt und analysiert. Auf diese Weise werden neue Erkenntnisse zum Dehnungsverhalten von ermüdungsbeanspruchtem Beton gewonnen.
Schlagworte
- I–XII
- 1–6 1 Einleitung 1–6
- 1.1 Problemstellung und Motivation
- 1.2 Zielsetzung
- 1.3 Gliederung der Arbeit
- 7–42 2 Stand der Forschung 7–42
- 2.1 Materialverhalten unter monoton steigender Beanspruchung
- 2.2.1 Phänomenologisches Materialverhalten
- 2.2.2 Empirische Kriechfunktionen
- 2.2.3 Rheologische Kriechansätze
- 2.2.4 Kriechmodelle
- 2.2 Materialverhalten unter Dauerbeanspruchung
- 2.2.1 Phänomenologisches Materialverhalten
- 2.2.2 Empirische Kriechfunktionen
- 2.2.3 Rheologische Kriechansätze
- 2.2.4 Kriechmodelle
- 2.3 Materialverhalten unter zyklischer, verformungsgeregelter Beanspruchung
- 2.4 Materialverhalten unter zyklischer, kraftgeregelter Beanspruchung
- 2.4.1 Allgemeines und Grundlagen
- 2.4.2 Phänomenologisches Materialverhalten
- 2.5 Energetische Betrachtung der Schädigungsprozesse im Beton
- 2.6 Dehnungsmodelle für ermüdungsbeanspruchten Beton
- 2.6.1 Modelle basierend auf dem Envelope-Konzept
- 2.6.2 Energetisches Ermüdungsschädigungsmodell
- 43–52 3 Hypothese und Vorgehen 43–52
- 3.1 Einordnung der Arbeit in den Kontext der Literaturstudie
- 3.2 Hypothese
- 3.3 Ziel und Vorgehen
- 3.3.1 Modellentwicklung
- 3.3.2 Experimentelle Verifikation
- 53–74 4 Modellbildung und Ableitung kriechaffiner Beanspruchungsniveaus 53–74
- 4.1 Allgemeines
- 4.2 Mathematische Modellentwicklung
- 4.2.1 Reversibles Modell
- 4.2.2 Irreversibles Modell
- 4.3 Kriechkurven und Modellparameter
- 4.4 Modellverhalten unter variabler Beanspruchung
- 4.5 Sinusförmiger Beanspruchungsverlauf
- 4.6 Fazit
- 75–92 5 Experimentelle Untersuchungen 75–92
- 5.1 Versuchsdurchführung
- 5.1.1 Betoneigenschaften und Probekörperherstellung
- 5.1.2 Ermüdungsversuche
- 5.1.3 Kriechversuche
- 5.2 Darstellung der Versuchsergebnisse
- 5.2.1 Zylinderdruckfestigkeit
- 5.2.2 Bruchlastwechselzahlen
- 5.2.3 Temperaturentwicklung
- 5.2.4 Steifigkeitsentwicklung
- 5.2.5 Dehnungsverhalten
- 5.2.6 Viskoses Verformungsverhalten
- 93–108 6 Auswertung der Dehnungsanteile 93–108
- 6.1 Elastischer Dehnungsanteil
- 6.2 Thermischer Dehnungsanteil
- 6.3 Viskoser Dehnungsanteil
- 6.4 Schädigungsinduzierter Dehnungsanteil
- 6.5 Dehnungsentwicklung
- 6.6 Fazit
- 109–112 7 Zusammenfassung und Ausblick 109–112
- 7.1 Zusammenfassung
- 7.2 Ausblick
- 113–119 Literaturverzeichnis 113–119
- 120–123 Abbildungsverzeichnis 120–123
- 124–124 Tabellenverzeichnis 124–124
- 125–158 Anhang 125–158
- A.1 Ergebnisse der Druckfestigkeitsuntersuchungen
- A.2 Ermüdungsversuche
- A.3 Kriechkurven
- A.4 Dehnungsanteile im Ermüdungsversuch
- A.5 Handlungsanweisung zur Bestimmung der Dehnungsanteile vonermüdungsbeanspruchten Betonproben
- 159– Beruflicher und wissenschaftlicher Werdegang 159–
