Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
Ermüdungsverhalten von ultrahochfestem Beton (UHPC) bei zyklischen Beanspruchungen im Druck-Zug-Wechselbereich
Im Rahmen des Forschungsvorhabens "Ermüdungsverhalten von ultrahochfestem Beton (UHPC) bei zyklischen Beanspruchungen im Druck-Zug-Wechselbereich" wurde am Lehrstuhl für Massivbau der Technischen Universität München das Ermüdungsverhalten von ultrahochfestem Beton (UHPC) im Bereich baupraktisch relevanter Beanspruchungen untersucht. Das Forschungsvorhaben wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des DFG Schwerpunktprogramms SPP 1182 "Nachhaltiges Bauen mit ultrahochfestem Beton" gefördert. In klassischen kraftgeregelten, einstufigen und einaxialen Wöhlerversuchen mit gleich bleibender sinusförmiger Lastaufbringung wurden die Auswirkungen der nach bisher vorliegenden Erkenntnissen dominanten Einflüsse (Spannungsschwingbreite und Mittelspannung, Faserzusatz, Faserorientierung sowie Wärmebehandlung) auf das Ermüdungsverhalten von UHPC untersucht. Ziel war die Festlegung von Wöhlerlinien auf Grundlage statistischer Auswertungen. Auf der Basis der Wöhlerlinien erfolgte die Ableitung von Grenzlinien für definierte Lastwechselzahlen in Form von Goodman-Diagrammen. Die kraftgesteuerten Wöhlerversuche wurden an zentrisch belasteten UHPC-Körpern mit vorgegebenen Unter- und Oberspannungen unter Verzicht auf eine Beschränkung der Lastwechselzahl auf 2·106 (wie z.B. bei Ermüdungsversuchen mit Betonstahl üblich) durchgeführt. Insbesondere wurde überprüft, inwiefern beigegebene Fasern den im Normalfall deutlich beschleunigten instabilen Rissfortschritt wirksam verzögern können. Mit der Geschwindigkeit des instabilen Rissfortschrittes eng verknüpft ist die Frage der Versagensankündigung im Hinblick auf ein Ermüdungsversagen des Betons. Die vorliegenden, auf experimentellem und theoretischem Wege gewonnenen Erfahrungen sowohl zum Ermüdungsverhalten von Baustoffen und Bauteilen, als auch zur Ermittlung von Betonkennwerten in Verbindung mit der Umsetzung in ein Bemessungskonzept sind Bestandteile dieser Arbeit.
(UHPC) under cyclic stress reversal loading" the fatigue effects on these types of concrete under load ranges relevant to construction-related projects were tested at the Department of Concrete Structures of the Technische Universität München. The research project was funded by the German Research Foundation as a part of the priority program "Sustainable Building with Ultra High Performance Concrete". Using classic, force-controlled, single-level and uniaxial S-N-tests with identical sinusoidal load application the effects of the dominant parameters (stress range and mean stress, fiber composition and orientation as well as heat treatment) known so far to have a certain influence on the fatigue behaviour of UHPC were investigated. The goal was to define S-Ncurves on the basis of statistic evaluations. From the S-N-curves then followed the deduction of limit lines for defined numbers of load cycles in the form of Goodman diagrams. Force-controlled S-N-tests were performed on axially loaded UHPC specimen with predefined upper and lower stress limit while the number of load cycles was not limited to 2·106. It was especially examined in what way the added fibers could slow down accelerated instable crack propagation. The velocity of instable crack propagation is tightly linked to the question of predictability with regard to concrete fatigue failure. The empirically and theoretically gained findings regarding to the fatigue behaviour of materials and structural members as well as in determining the concrete's characteristic values in relation to the application of a design concept are part of this research.
Ermüdungsverhalten von ultrahochfestem Beton (UHPC) bei zyklischen Beanspruchungen im Druck-Zug-Wechselbereich
Im Rahmen des Forschungsvorhabens "Ermüdungsverhalten von ultrahochfestem Beton (UHPC) bei zyklischen Beanspruchungen im Druck-Zug-Wechselbereich" wurde am Lehrstuhl für Massivbau der Technischen Universität München das Ermüdungsverhalten von ultrahochfestem Beton (UHPC) im Bereich baupraktisch relevanter Beanspruchungen untersucht. Das Forschungsvorhaben wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des DFG Schwerpunktprogramms SPP 1182 "Nachhaltiges Bauen mit ultrahochfestem Beton" gefördert. In klassischen kraftgeregelten, einstufigen und einaxialen Wöhlerversuchen mit gleich bleibender sinusförmiger Lastaufbringung wurden die Auswirkungen der nach bisher vorliegenden Erkenntnissen dominanten Einflüsse (Spannungsschwingbreite und Mittelspannung, Faserzusatz, Faserorientierung sowie Wärmebehandlung) auf das Ermüdungsverhalten von UHPC untersucht. Ziel war die Festlegung von Wöhlerlinien auf Grundlage statistischer Auswertungen. Auf der Basis der Wöhlerlinien erfolgte die Ableitung von Grenzlinien für definierte Lastwechselzahlen in Form von Goodman-Diagrammen. Die kraftgesteuerten Wöhlerversuche wurden an zentrisch belasteten UHPC-Körpern mit vorgegebenen Unter- und Oberspannungen unter Verzicht auf eine Beschränkung der Lastwechselzahl auf 2·106 (wie z.B. bei Ermüdungsversuchen mit Betonstahl üblich) durchgeführt. Insbesondere wurde überprüft, inwiefern beigegebene Fasern den im Normalfall deutlich beschleunigten instabilen Rissfortschritt wirksam verzögern können. Mit der Geschwindigkeit des instabilen Rissfortschrittes eng verknüpft ist die Frage der Versagensankündigung im Hinblick auf ein Ermüdungsversagen des Betons. Die vorliegenden, auf experimentellem und theoretischem Wege gewonnenen Erfahrungen sowohl zum Ermüdungsverhalten von Baustoffen und Bauteilen, als auch zur Ermittlung von Betonkennwerten in Verbindung mit der Umsetzung in ein Bemessungskonzept sind Bestandteile dieser Arbeit.
(UHPC) under cyclic stress reversal loading" the fatigue effects on these types of concrete under load ranges relevant to construction-related projects were tested at the Department of Concrete Structures of the Technische Universität München. The research project was funded by the German Research Foundation as a part of the priority program "Sustainable Building with Ultra High Performance Concrete". Using classic, force-controlled, single-level and uniaxial S-N-tests with identical sinusoidal load application the effects of the dominant parameters (stress range and mean stress, fiber composition and orientation as well as heat treatment) known so far to have a certain influence on the fatigue behaviour of UHPC were investigated. The goal was to define S-Ncurves on the basis of statistic evaluations. From the S-N-curves then followed the deduction of limit lines for defined numbers of load cycles in the form of Goodman diagrams. Force-controlled S-N-tests were performed on axially loaded UHPC specimen with predefined upper and lower stress limit while the number of load cycles was not limited to 2·106. It was especially examined in what way the added fibers could slow down accelerated instable crack propagation. The velocity of instable crack propagation is tightly linked to the question of predictability with regard to concrete fatigue failure. The empirically and theoretically gained findings regarding to the fatigue behaviour of materials and structural members as well as in determining the concrete's characteristic values in relation to the application of a design concept are part of this research.
Ermüdungsverhalten von ultrahochfestem Beton (UHPC) bei zyklischen Beanspruchungen im Druck-Zug-Wechselbereich
Fatigue behaviour of Ultra High Performance Concrete (UHPC) under alternating tensile and compressive loading
Fitik, Birol (Autor:in)
2012
161 Seiten, Bilder, Tabellen, 141 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch