Materialmodell für Beton unter zyklischer Zugbeanspruchung

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Harald S. Müller
• Subject Area: Construction Material Sciences, Chemistry, Building Physics
• Term: from 2000 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5207092

Um die Sicherheit und die Wirtschaftlichkeit von Bauwerken unter zyklischen Beanspruchungen zu gewährleisten, sind fundierte Kenntnisse des Ermüdungsverhaltens von Beton und entsprechende Materialmodelle unverzichtbar. Wie aus neueren Untersuchungsergebnissen hervorgeht, gelten die bislang bekannten stoffgesetzlichen Beziehungen aber lediglich für Zugbeanspruchungen mit einer geringen Anzahl von Belastungszyklen, die für die Praxis meist von untergeordneter Bedeutung sind. Darüber hinaus bleiben wesentliche Einflussparameter außer Acht. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es daher, ein allgemeingültiges, auf bruchmechanischen Konzepten basierendes Stoffgesetz zur Beschreibung des Ermüdungsverhaltens von Beton zu entwickeln. Hierzu sind zunächst bruchmechanische Ermüdungsversuche vorgesehen, wobei neben Dreipunktbiegezugversuchen mit Eigengewichtskompensation einachsige zyklische Zugversuche durchgeführt werden sollen. Die Phänomenologie der Rissentwicklung wird unter Verwendung der Schallemissionsanalyse und mittels fraktologischer Methoden studiert. Aufbauend auf den Ergebnissen der bruchmechanischen und phänomenologischen Untersuchungen soll ein physikalisch begründetes Werkstoffmodell erarbeitet werden. Auf der Grundlage des entwickelten Modells wird ein Stoffgesetz für Beton unter zyklischer Zugbeanspruchung formuliert und in ein FE-Programm implementiert. Anhand einer sich anschließenden numerischen Parameterstudie sollen praxisgerechte Beziehungen zur Beschreibung des Betonverhaltens unter Ermüdungsbeanspruchung hergeleitet werden.

• DFG Programme: Research Grants