Horw

Forschung & EntwicklungCC Konstruktiver IngenieurbauProf. Dr. Karel ThomaDozent

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10.06.2016

Last-Verformungsverhalten vonStahl-Spannbetontragwerken – Theorie und Nachrechnung

CADFEM Users’ Meeting 2016Fachkonferenz zur numerischen SimulationTechnorama Winterthur

Folie 2, 10.06.2016

Nichtlineares Biege-Tragverhalten [1]

Folie

Modellierung

Werkstoffbeziehungen/Tragwirkungen [2]

3, 10.06.2016

Beton-Spannstahl

Verbundtragwirkung

Beton

Langzeitverhalten

Folie

Modellierung

Nicht berücksichtigte Tragwirkungen [2]

4, 10.06.2016

Rissuferverzahnung

Dübelwirkung Bewehrung

Folie 5, 10.06.2016

Nichtlineare FEM [1]

Strukturschema:

Usermat

Folie 6, 10.06.2016

Nicht lineare FEM

Modellvorstellungen – Schichtenmodell [2,3,4]

Folie 7, 10.06.2016

Nichtlineare FEM

Modellvorstellungen – Finites Element (Schalenelement) [5]

Shell181

Folie 8, 10.06.2016

Nichtlineare FEM

Usermat [6]

Folie 9, 10.06.2016

Nichtlineare FEM

Modellierung

x

zy

M

S

SS

MM

S

M

MM

SS

K, L

I

L

K

LINK180I

MPC184

, IJ

J , I

J

J

SHELL181

I , J :Master-Knoten

I , J :Slave-Knoten

Folie 10, 10.06.2016

Scheibenversuche

Xie/Bentz/Collins – Scheiben-Elementversuche [7]

Folie 11, 10.06.2016

Scheibenversuche

Xie/Bentz/Collins – Scheiben-Elementversuche [1,6]

Folie

Scheibenversuche

Leonhardt / Walther – Wandartige Träger DWT2 [8]

12, 10.06.2016

Folie

Scheibenversuche

Leonhardt / Walther – Wandartige Träger DWT2 [8]

13, 10.06.2016

Folie

Scheibenversuche

Leonhardt / Walther – Wandartige Träger DWT2 [8]

14, 10.06.2016

Folie 15, 10.06.2016

Scheibenversuche

Leonhardt / Walther – Wandartige Träger IWT2 [8]

Folie 16, 10.06.2016

Scheibenversuche

Leonhardt / Walther – Wandartige Träger IWT2 [8]

Folie

Plattenversuche

Marti/Leesti/Khalifa – Torsion Tests of RC-Slabs [2,9]

17, 10.06.2016

Folie 18, 10.06.2016

Plattenversuche

Marti/Leesti/Khalifa – Torsion Tests of RC-Slabs [2,9]

Folie 19, 10.06.2016

Plattenversuche

Marti/Leesti/Khalifa – Torsion Tests of RC-Slabs [2,9]

v0= vx 2+vy

2

tanφ0 =vy

vx

Folie 20, 10.06.2016

Plattenbalkenversuche

Marti / Alvarez – Plattenstreifenversuch (Duktilität) [10,11]

Folie 21, 10.06.2016

Plattenbalkenversuche

Marti / Alvarez – Plattenstreifenversuch (Duktilität) [10,11]

Folie

Balkentragwerke

Sigrist / Marti – Biegeträger mit Kragarm T4 [12]

22, 10.06.2016

Folie

Balkentragwerke

Sigrist / Marti – Vorgespannter Biegeträger T5 [12]

23, 10.06.2016

Folie

Balkentragwerke

Sigrist / Marti – Vorgespannter Biegeträger T5 [12]

24, 10.06.2016

Folie

Balkentragwerke

Sigrist / Marti – Vorgespannter Biegeträger T5 [12]

25, 10.06.2016

Folie

Langzeitverhalten

Jaccoud – Plattenstreifenversuche [13, 14]

26, 10.06.2016

Folie

Langzeitverhalten

Jaccoud – Plattenversuche [13, 14]

27, 10.06.2016

Folie

Langzeitverhalten

Tellenbach – Plattenversuche [15, 14]

28, 10.06.2016

Folie

Anwendung

Statische Überprüfung [16]

29, 10.06.2016

Folie

Anwendung

Anwendungsorientierte Forschung [17]

- Ermüdung von Fahrbahnplatten

- Membranspannungszustand- Simulation mit Ansys Apdl- Empfehlungen für die Bemessung

und Überprüfung

30, 10.06.2016

Folie

Anwendung

Entwicklungsprojekte

- Mindestbewehrung von Wände

- Bewehrungslayout- Bewehrungsfläche

- Simulation (Parameterstudie) umAnzahl (Versuche) zu minimieren:

- Abmessungen- Lagerung- Zwangsbeanspruchung (Schwinden / Kriechen / Temperatur)- Bewehrungsfläche- Bewehrungslayout

31, 10.06.2016

Folie 32, 10.06.2016

[1] Marti.P., Monsch, O., Seelhofer, B.: Ingenieur-Betonbau, Gesellschaft für Ingenieurbaukunst, vdfHochschulverlag AG, ETH Zürich, 1. Auflage, 2005, 224 pp.

[2] SEELHOFER, H.: Ebener Spannungszustand im Betonbau: Grundlagen und Anwendung, Institut für Baustatik und Konstruktion, ETH Zürich, IBK Bericht Nr. 320, vdf Hochschulverlag, November 2009, 236 pp.

[3] THOMA, K., ROOS, P., WEBER, M.: Finite-Elemente-Analyse von Stahlbetonbauteilen im ebenen Spannungszustand, Beton- und Stahlbetonbau, 2014, Nr. 109, H. 4, pp. 275–283.

[4] KOLLEGGER, J.: Algorithmus zur Bemessung von Flächentragwerken unter Normalkraft- und Momentenbeanspruchung, Beton- und Stahlbetonbau, Vol. 86, No. 5, 1991, pp. 114119.

[5] ANSYS MECHANICAL APDL, Release 14.0, Canonsburg, USA.

[6] ROOS, P.: FEM Modelle für Stahlbetonplatten – Verifizierung des Schichtenmodells anhand von Bauteilversuchen. Masterthesis, Hochschule Luzern Technik & Architektur, Horw, Februar 2014, 107 pp.

[7] XIE, L.; BENTZ, E. C.; COLLINS, M. P.: Influence of Axial Stress on Shear Response of Reinforced Concrete Elements, ACI Structural Journal, Vol. 108, No. 6, November–Dezember 2011, pp. 745–754.

[8] LEONHARDT, F.; WALTHER, R.: Wandartige Träger, Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Heft 178, Ernst & Sohn, Berlin, 1966, 159 pp.

[9] MARTI, P.; LEESTI, P.; KHALIFA, W. U.: Torsion Tests on Reinforced Concrete Slab Elements, ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 113, No. 5, Mai 1987, pp. 994–1010.

Literaturverzeichnis:

Folie

[10] ALVAREZ, M., MARTI, P.: Versuche zum Verbundverhalten von Betonstahl bei plastischen Verformungen, Institut für Baustatik und Konstruktion, ETH Zürich, IBK Bericht Nr. 222, Birkhäuser Verlag, September 1996, 135 pp.

[11] THOMA, K., ROOS, P., BORKOWSKI, G.: Finite Elemente Analyse von Stahlbetonplatten, Beton- und Stahlbetonbau, 2014, Nr. Nr. 109, H. 12, pp. 895–904.

[12] SIGRIST, V., MARTI, P.: Versuche zum Verformungsvermögen von Stahlbetonträgern, Institut für Baustatik und Konstruktion, ETH Zürich, IBK Bericht Nr. 202, Birkhäuser Verlag, November, 1993, 112 pp.

[13] Jaccoud, J.-P. und Favre, R.: Flèche des structures en beton arme - Verification experimentaled’une methode de calcul, Versuchsbericht, Lausanne: École polytechnique fédérale de Lausanne,1982, 125 pp.

[14] Lisibach, St.: Langzeitverhalten von Stahlbeton/ Entwicklung eines nichtlinearen Werkstoffgesetztes, Master-Thesis, Hochschule Luzern ‒ Technik & Architektur, Horw, Februar 2016, 80 pp.

[15] Tellenbach, A.: Déformation a long terme des dalles en béton a l’état fissuré, Diss., Lausanne:École polytechnique fédérale de Lausanne, 1984, 252 pp.

[16] Rohrbach, R.: Verfahren für Durchstanznachweise / Näherungsstufen und Sicherheitskonzepte, Master-Thesis, Hochschule Luzern ‒ Technik & Architektur, Horw, Februar 2016, 111 pp.

[17] Thoma, K., Kenel, A.: Ermüdungsversuch an einem Brückenträger, Bundesamt für Strassen ASTRA (AGB), Schweizer Verband der Strassen- und Verkehrsfachleute (in Bearbeitung).

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