Rombach, Günter AxelGünter AxelRombach1123958210000-0001-6511-1455Faron, AdrianAdrianFaron2024-03-282024-03-282024Schriftenreihe des Instituts für Massivbau der TUHH 21: (2024)978-3-8440-9406-0https://hdl.handle.net/11420/46760Das Tragverhalten von Stahlbetonbauteilen wird wesentlich durch die Entstehung von Rissen bestimmt. Während in den letzten Jahrzehnten Fortschritte bei der Be- schreibung des Betonverhaltens und des Verbundes zwischen der Bewehrung und dem Zementmörtel sowie der numerischen Simulation erzielt wurden, kann man bis- lang weder den Rissverlauf noch die Weiterleitung der Normal- und Schubspannun- gen über einen Riss zufriedenstellend numerisch in einem Finite Elemente Modell beschreiben. Dies trifft insbesondere für Querkraftrisse zu, welche schräg zur Bau- teilachse verlaufen. Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit ist die diskrete numerische Modellierung von Rissen in Betonbauteilen. Im Unterschied zu der größtenteils verwendeten ver- schmierten Abbildung von Rissen lässt sich hiermit u.a. der Spannungsverlauf in ei- ner Diskontinuität realitätsnah bestimmen. Für die diskrete Abbildung von Rissen stehen verschiedene numerische Verfahren zur Verfügung. Deren Vor- und Nachteile werden eingehend erörtert. Es zeigt sich, dass die Extended Finite Element Method (XFEM) für die geplanten Untersuchungen am geeignetsten erscheint. Neben der nu- merischen Modellierung einer Diskontinuität im Verformungsfeld sind Modelle zur Beschreibung des Rissfortschritts erforderlich. Hierbei wird das Kohäsionszonenmo- dell eingesetzt. Für realistische numerische Simulationen von Betonbauteilen ist es wichtig, das nichtlineare Materialverhalten von Beton möglichst genau abzubilden. Aufgrund der vorliegenden Erfahrungen wird das elasto-plastische Schädigungsmo- dell „Concrete Damage Plasticity“ verwendet. Weiterhin wird ein Modell benötigt, mit welchen sich die Spannungen in einem Riss aus der Risskinematik realitätsnah bestimmen lassen. Hierzu wurden unterschiedliche Rissverzahnungsmodelle publi- ziert. Repräsentative mechanische Modelle werden näher untersucht und in das Re- chenprogramm eingebunden. Die Validierung des so erweiterten FE-Programms er- folgt anhand von Balkenversuchen. Es ergibt sich eine zufriedenstellende Überein- stimmung zwischen den numerischen Simulationen und den realen Experimenten. Durch die Entwicklung eines numerischen Rechenmodells für diskrete Rissfort- schrittssimulationen ist es nun möglich, die Spannungen an den Rissufern zu bestim- men. Diese fortschrittliche Methode eröffnet neue Perspektiven für die Untersuchung des Tragverhaltens von Stahlbetonbauteilen, insbesondere im Hinblick auf den Quer- kraftabtrag.dediscrete crack simulationXFEMBuilding, ConstructionDoctoral Thesis10.2370/9783844094060Düster, AlexanderAlexanderDüsterOther