Mechanische Modelle fuer mehraxiales Festigkeits- und Ermuedungsverhalten von Stahlbeton / Mechanical models for concrete failure under monotonically increasing as well as cyclic multiaxial loading

Raeumliche Beanspruchungssituationen haben erhebliche Auswirkungen auf die Betonfestigkeit. Das gilt sowohl fuer monoton steigende als auch fuer zyklische Belastung. Ausgehend von zwei geeigneten mehraxialen Festigkeitsmodellen werden mechanische Modelle fuer das Ermuedungsverhalten von Normalbeton sowie von hochfestem und ultrahochfestem Beton entwickelt. Fuer Normalbeton werden in das Fuenfparametermodell nach Willam/Warnke zwei Schaedigungsvariablen eingefuehrt, welche ueber einen energetischen Ansatz die Erfassung der Schaedigung aus zyklischer Beanspruchung erlauben. Mit dem darauf aufbauenden schaedigungsabhaengigen Verlauf der Verzerrungsentwicklung koennen in numerischen Simulationen von Tragstrukturen Spannungsumlagerungen realitaetsnah abgebildet werden. Fuer die Beschreibung des Ermuedungsverhaltens von hochfestem und ultrahochfestem Beton ist das Dreiphasenmodell nach Gruenberg wesentlich besser geeignet als das Fuenfparametermodell. Verschiedene Bereiche des Modells wurden anhand mehraxialer Laborversuche kalibriert. Zur vollstaendigen Validierung sind weitere Versuche erforderlich, besonders im Bereich hoher Lastwechselzahlen. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: Triaxial stress states have a considerable effect on the material strength of concrete in case of both, monotonically increasing as well as cyclic loads. Based on two suitable multiaxial strength models mechanical models for the fatigue failure of normal strength concrete respectively high-performance and ultra-high-performance concrete are developed. The five parameter model by Willam/Warnke is used for normal strength concrete. Two energy based damage variables were introduced into the model, which allow the mathematical description of damage from cyclic loading. Using this model in numerical simulations of structures the evolution of strains and the damage-depending redistribution of stresses can be displayed realistically. For the description of the fatigue failure of high-performance and ultra-high-performance concrete, the three-phases model by Gruenberg is more appropriate than the five-parameter model. Several areas of the model were calibrated using triaxial laboratory tests. To fully validate the model, further tests are required, especially in the range of high numbers of load cycles. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • GRUENBERG, J
    • GOEHLMANN, J
    • MARX, S
  • Publication Date: 2014-6

Language

  • German

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  • Accession Number: 01532628
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Jul 31 2014 10:07AM