Hypothese von Coulomb und mehrachsige Betonfestigkeit: Fid-Bau Portal

Hypothese von Coulomb und mehrachsige Betonfestigkeit

Bussler, Leonid

Experimente zur zweiachsigen Betonfestigkeit zeigen, dass im Vergleich zur linearen Coulomb-Mohrschen Festigkeitstheorie die Zwischenspannungen einen verstärkenden Einfluss haben. Diese Unterschiede sind auf physikalische Eigenschaften des Betons zurückzuführen: Beton ist spröde und inhomogen; die inneren Spaltzugspannungen führen bei einachsiger Druckbelastung zur Mikrorissbildung. Der Druckbruch selbst wird als eine Überwindung der Trennfestigkeit in Querrichtung verstanden. Weil aber ein Reibungsbeiwert größer als 1,0 dem physikalischen Sinn widerspricht, wurde die entsprechende Hypothese von Coulomb lange nicht weiter verfolgt. In letzter Zeit wurden jedoch viele Experimente durchgeführt, die den physikalischen Sinn der inneren Reibungskraft erkennen lassen. So wird die bekannte Hypothese von Coulomb auf den mehrachsigen Spannungszustand erweitert. Dabei ist der Reibungsbeiwert als ein Scherbeiwert in der Hauptdruckrichtung und als innerer Kehrwert der Steifigkeitsverminderung in der Querrichtung zur Druckachse definiert, während die Kohäsion der Betonstruktur als innere Vorspannungsdruckkraft dargestellt wird. Eine Festlegung auf das Gesetz der Steifigkeitsverminderung beim einachsigen Druck erlaubt es, die inneren Differenzzug- und Druckspannungen zu errechnen und damit sowohl Querdehnungszahl als auch die mehrachsigen Verformungen des Betons zu bestimmen. Die Langzeitwirkung auf Beton kann in Zusammenhang mit der Änderung des mehrachsigen Spannungszustandes gebracht werden. Die Scherversuche liefern Rückschlüsse auch auf die mikroskopischen Zusammenhänge der Reibung. Die mehrachsigen Berechnungen sind meistens durch Experimente bestätigt. Der Vergleich ist zufrieden stellend genau, für die statistischen Qualitätsprüfungen sind allerdings noch gezielte Untersuchungen nötig.

The article deals with the well-known Coulomb-hypothesis, applied to the multiaxial stress-stage.The friction-coefficient is defined as a shearing coefficient in main pressure direction and as an inner reciprocal value of the rigidity decrease in transverse direction to the pressure line. The cohesion of concrete texture, firstly assumed isotropic, is described as an inner prestressing compression force. In most cases the multiaxial calculation is experimentally proved. Although the comparison is acceptable, further experiments may be necessary.