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Bemessung carbonbewehrter Betonbauteile unter besonderer Betrachtung des Gebrauchszustandes - Entwicklung eines Modells zur wirklichkeitsnahen Verformungsberechnung

El Ghadioui, Redouan
Hrsg.: Technische Universität Darmstadt, Institut für Massivbau (2023)
Bemessung carbonbewehrter Betonbauteile unter besonderer Betrachtung des Gebrauchszustandes - Entwicklung eines Modells zur wirklichkeitsnahen Verformungsberechnung.
doi: 10.26083/tuprints-00024337
Buch, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

Bewehrungen aus Faserverbundkunststoffen (FVK) haben sich im konstruktiven Betonbau aufgrund ihrer hohen Festigkeiten und ihrer Beständigkeit gegenüber physikalischen und chemischen Einflüssen zu einer Alternative zu konventionellem Betonstahl entwickelt. Aufgrund der abweichenden Material- und Verbundeigenschaften sind für eine sichere Bemessung präzise Kenntnisse über das Bauteilverhalten unter Kurzzeit- sowie Langzeitbeanspruchung notwendig. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden experimentelle Untersuchungen zum Trag-, Riss- und Verformungsverhalten an carbonbewehrten Betonbauteilen unter Kurzzeit- sowie statischer und zyklischer Dauerbeanspruchung vorgestellt. Aufbauend auf den Versuchsergebnissen erfolgt eine präzise Analyse des Bauteilverhaltens unter Langzeitbeanspruchung und eine Prüfung bestehender Ingenieur- und Bemessungsmodelle. Durch die in der Regel niedrigeren Elastizitätsmoduln der FVK-Bewehrung kommt dem Nachweis zur Begrenzung der Verformungen eine besondere Rolle zu. Hierfür wird ein nichtlineares Berechnungsmodell analytisch hergeleitet, durch das eine präzise Berechnung der Verformungen unter expliziter Berücksichtigung der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen möglich ist. Es erfolgt eine Untersuchung statisch unbestimmter Systeme, eine Validierung mit Hilfe eines numerischen Modells und der Versuchsergebnisse sowie eine Überführung in Näherungslösungen und praxisnahe Regeln zur Bemessung.

Typ des Eintrags: Buch
Erschienen: 2023
Autor(en): El Ghadioui, Redouan
Art des Eintrags: Erstveröffentlichung
Titel: Bemessung carbonbewehrter Betonbauteile unter besonderer Betrachtung des Gebrauchszustandes - Entwicklung eines Modells zur wirklichkeitsnahen Verformungsberechnung
Sprache: Deutsch
Referenten: Graubner, Dr.-Ing. Carl-Alexander ; Lange, Dr.-Ing. Jörg
Publikationsjahr: 2023
Ort: Darmstadt
Reihe: Dissertation // Institut für Massivbau, Technische Universität Darmstadt
Band einer Reihe: 49
Kollation: XVII, 286 Seiten
Datum der mündlichen Prüfung: 17 Dezember 2020
DOI: 10.26083/tuprints-00024337
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/24337
Kurzbeschreibung (Abstract):

Bewehrungen aus Faserverbundkunststoffen (FVK) haben sich im konstruktiven Betonbau aufgrund ihrer hohen Festigkeiten und ihrer Beständigkeit gegenüber physikalischen und chemischen Einflüssen zu einer Alternative zu konventionellem Betonstahl entwickelt. Aufgrund der abweichenden Material- und Verbundeigenschaften sind für eine sichere Bemessung präzise Kenntnisse über das Bauteilverhalten unter Kurzzeit- sowie Langzeitbeanspruchung notwendig. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden experimentelle Untersuchungen zum Trag-, Riss- und Verformungsverhalten an carbonbewehrten Betonbauteilen unter Kurzzeit- sowie statischer und zyklischer Dauerbeanspruchung vorgestellt. Aufbauend auf den Versuchsergebnissen erfolgt eine präzise Analyse des Bauteilverhaltens unter Langzeitbeanspruchung und eine Prüfung bestehender Ingenieur- und Bemessungsmodelle. Durch die in der Regel niedrigeren Elastizitätsmoduln der FVK-Bewehrung kommt dem Nachweis zur Begrenzung der Verformungen eine besondere Rolle zu. Hierfür wird ein nichtlineares Berechnungsmodell analytisch hergeleitet, durch das eine präzise Berechnung der Verformungen unter expliziter Berücksichtigung der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen möglich ist. Es erfolgt eine Untersuchung statisch unbestimmter Systeme, eine Validierung mit Hilfe eines numerischen Modells und der Versuchsergebnisse sowie eine Überführung in Näherungslösungen und praxisnahe Regeln zur Bemessung.

Alternatives oder übersetztes Abstract:
Alternatives AbstractSprache

Reinforcements made of fibre-reinforced polymers (FRP) have become an alternative to conventional steel reinforcement in structural concrete. This is due to their high strength and resistance to physical and chemical influences. As a result of the different material and bond properties, precise knowledge of the structural behaviour under short-term and long-term loading is necessary for reliable design. Within the scope of the present work, experimental investigations on the load-bearing, cracking and deformation behaviour of members with carbon fibre-reinforced polymer reinforcement under short-term as well as long-term loading are presented. Based on the experimental results, a precise analysis of the structural behaviour under long-term loading and a verification of existing engineering and design models is done. Due to the generally lower modulus of elasticity of the FRP reinforcement, the control of deflections is of special importance. For this purpose, a non-linear calculation model is derived analytically, which allows a precise calculation of the deflections under explicit consideration of the tension stiffening effect. An investigation of statically indeterminate systems, a validation with the help of a numerical model and the experimental results as well as a transfer to approximate solutions and practical rules for the design are carried out.

Englisch
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-243378
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 690 Hausbau, Bauhandwerk
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Institut für Massivbau
Hinterlegungsdatum: 19 Jul 2023 09:09
Letzte Änderung: 30 Jan 2024 11:54
PPN:
Referenten: Graubner, Dr.-Ing. Carl-Alexander ; Lange, Dr.-Ing. Jörg
Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: 17 Dezember 2020
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