Verhalten von Stahlbeton unter Extrembelastungen - Explosion und Feuer

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Josko Ozbolt
• Fachliche Zuordnung: Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 198787889

Im Rahmen des Forschungsvorhabens: "Numerische Modellierung von Beton unter extremer Belastung - Explosion und Brand", wurden die experimentellen und numerischen Untersuchungen an Beton- und Stahlbetonkonstruktionen, die extremen Belastungsbedingungen ausgesetzt sind, durchgeführt. Um das Verhalten vom Beton, der hohen Temperaturen ausgesetzt wurde und anschließend unter hohen Dehnraten belastet wurde besser zu verstehen, wurden die Experimente an CTS (Compact Tension Specimen) Proben durchgeführt. In der Zusammenarbeit mit dem BARC (Mumbai, Indien) wurden die experimentellen und numerischen Untersuchungen an bewehrten Betondecken und Stahlbetonrahmen durchgeführt, die vorher der Brandbelastung ausgesetzt waren. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigten, dass der Beton der durch die Brandbelastung geschädigt ist sich unter dynamischer Belastung anders verhält als unbeschädigter Beton (Raumtemperatur). Mit zunehmender Temperatur nimmt der Einfluss der Dehnrate auf den Widerstand des Betons ab. Es wurde weiterhin nachgewiesen, dass das vorgeschlagene konstitutive Gesetz für Beton, in dem die Effekte der hohen Dehnungsgradienten und der Temperatur gekoppelt sind, in der Lage ist das Verhalten durch Feuer beschädigte Betonbauteile unter dynamischer Belastung prinzipiell realistisch zu simulieren. Jedoch gibt es noch offenen Fragen die zu klären sind: (1) Die Übereinstimmung zwischen den numerischen und experimentellen Ergebnissen ist in einigen Punkten noch nicht zufriedenstellend und (2) Das Belastungsszenario wie z.B. Feuer nach einem Erdbeben wurde bisher nicht untersucht. Aus dem Grund sollen im Rahmen dieses Folgeantrags einige noch offene Fragen durch die zusätzlichen numerischen und experimentellen Untersuchungen geklärt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen