PHYSIKALISCH NICHTLINEARE BERECHNUNG VON STAHLBETONPLATTEN IM VERGLEICH ZUR BRUCHLINIENTHEORIE

Die nach dem neuen Eurocode 2 erstmals auch in Deutschland zugelassene Berechnung von Stahlbetonplatten mit der Bruchlinientheorie wirft Fragen nach ihren Anwendungsgrenzen auf, da die Verdrehfaehigkeit von Plattenquerschnitten bei Mattenstahl BSt 500 sehr gering sein kann. Bei Erreichen der Grenzrotation kann sich die Momentenverteilung deutlich vom Ansatz der Bruchlinientheorie unterscheiden. Diese verwendet eine grob vereinfachende Fliessbedingung und vernachlaessigt die Steifigkeitsverteilung und die Querbeanspruchung in den Bruchlinien. Weiterhin kann der Gebrauchszustand die Anwendbarkeit der Bruchlinientheorie einschraenken. Zur Klaerung der oben genannten Fragen wurde das Tragverhalten von Stahlbetonplatten mit einem Rechenprogramm untersucht, das Rissbildung, nichtlineares Werkstoffverhalten, Richtungsabweichung und Zugtragwirkung des Betons beruecksichtigt. Dazu wird ein gemischtes Finite-Element-Modell mit zweiaxialer Gleichgewichtsiteration und rechnerisch gleichmaessig verteilter Rissbildung verwendet. Zusaetzlich wurden vier Versuche an mit BSt 500 M bewehrten rechteckigen Stahlbetonplatten unter Gleichlast im Massstab von etwa 1:2 durchgefuehrt. Dabei waren zwei Platten nach der Elastizitaetstheorie und zwei deutlich abweichend bewehrt. Einschraenkungen der Gebrauchsfaehigkeit ergaben sich dadurch nicht. Gemessen wurden Verschiebungen, Rissbreiten, Stahldehnungen, Betonstauchungen und mittlere rissueberbrueckende Dehnungen auf der Plattenzugseite. Die Versuche dienten zur Absicherung des Rechenverfahrens. Schliesslich wurden umfangreiche numerische Parameterstudien an Stahlbetonplatten durchgefuehrt unter Variation von Geometrie, Randbedingungen, Bewehrungsgrad und -anordnung. Die Ergebnisse zeigen unter anderem, dass die Einflussgroessen aus dem zweiaxialen Plattentragverhalten, das heisst insbesondere die Momentenverteilung im Bruchzustand, genauer erfasst werden sollten als nach der klassischen Bruchlinientheorie. Waehrend die allseits gelenkig gestuetzten Versuchsplatten die rechnerische Tragfaehigkeit der Bruchlinientheorie trotz Bewehrung mit nur normal duktilem BSt 500 M bestaetigten, kann dies bei Platten mit eingespannten Raendern bei Erreichen der Grenzrotation nicht erwartet werden, da hier die Randverdrehungen und damit der Aufbau der vollen plastischen Momente durch anschliessende Querraender behindert werden. Zur Abhilfe wird eine einfache Modifikation der Bruchlinientheorie vorgeschlagen, um die Formaenderungsarbeit bei Erreichen der Rotationsgrenze genauer zu erfassen. Wird damit "die Duktilitaet der Platte selbst" beruecksichtigt, kann die Bruchlinientheorie sicher auch bei normal duktilem BSt 500 M eingesetzt werden. Diese zunaechst rechnerisch gewonnene Aussage ist durch weitere Versuche zu pruefen. (A) Gefoerdert mit Forschungsmitteln des Deutschen Ausschusses fuer Stahlbeton unter den Kennzeichen V 264, V 274, V 285 im Forschungsverbund der Jahre 1987-1989 und mit Forschungsmitteln des Bundesministeriums fuer Raumordnung, Bauwesen und Staedtebau unter dem Kennzeichen BI 5-80 01 89-9 in den Jahren 1990-1992. Titel in Englisch: Physically non-linear calculation of reinforced concrete slabs in comparison with the yield line theory; Titel in Franzoesisch: Calcul physicalement non-lineaire de dalles en beton arme en comparaison avec la theorie des lignes de fracture.

  • Authors:
    • PARDEY, A
  • Publication Date: 1994

Language

  • German

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Filing Info

  • Accession Number: 01239891
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Nov 20 2010 12:12AM