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Dreiaxiale Stoffgesetze für Beton - Grundlagen, Formulierungen, Anwendungen

Häußler-Combe, Ulrich

Das quasistatische Verhalten von Beton ist durch typische Effekte wie Festigkeitserhöhungen bei dreiaxialen Druckspannungszuständen, Entfestigung und Volumendilatanz bei zunehmender Beanspruchung sowie bleibende Verformungen bei Entlastung gekennzeichnet. Zur realitätsnahen Berechnung von Stahlbetontragwerken ist es in vielen Anwendungsgebieten erforderlich, dass diese Effekte durch entsprechende Stoffgesetze dargestellt werden können. Hierzu werden verschiedene Ansätze auf der Grundlage von Schädigungs- und Plastizitätskonzepten erläutert und ihre Möglichkeiten und Grenzen aufgezeigt. Dabei sind die konventionellen Methoden der Kontinuumsmechanik insbesondere im Hinblick auf die kohäsive Rissbildung des Betons zu erweitern. Weiterhin ergeben sich wegen der Entfestigung spezielle Erfordernisse und Verfahrensweisen bei der Anwendung von Betonstoffgesetzen in numerischen Rechenverfahren.

The quasistatic behaviour of concrete is characterized by typical effects like increasing strength in triaxial compression stress states, strain softening and volume dilatancy with increasing demands, and furthermore permanent deformations upon unloading. Realistic calculation of the behaviour of reinforced concrete structures of these effects have to be properly described by corresponding constitutive laws, Different approaches basing upon damage and plasticity concepts and furthermore their potentials and limits are discussed. Conventional methods of continuum mechanics have to be extended in particular with respect to cohesive fracture mechanisms of concrete. Because of strain softening spectral requirements and methods arise to the application of concrete constitutive laws in numerical methods.