Instationäre Temperaturbeanspruchungen an Verbundrohren aus textilbewehrtem Beton: Fid-Bau Portal

Instationäre Temperaturbeanspruchungen an Verbundrohren aus textilbewehrtem Beton

Helbig, Ulf / Horlacher, H.B. / Lieboldt, Matthias

Abkühlungs- oder Aufheizvorgänge bewirken in einer Rohrwandung einen Wärmefluss, der im allgemeinen Fall instationäre Temperatur- und Wärmespannungsfelder zur Folge hat. Diese weisen rotationssymmetrischen Charakter auf und erzeugen einen triaxialen Spannungs- bzw. Verformungszustand, der ein beachtliches Ausmaß annehmen kann. Für eine hinreichend lange Zeit (t -> unendlich) und unter Voraussetzung eines Temperaturgradientens kann dabei der thermische Beharrungszustand in der Rohrwandung erzielt werden. Die allgemeine Lösung von HORLACHER zur Problematik instationärer Temperaturfelder wurde modifiziert und mit Hilfe eines numerischen Software-Moduls auf Verbundrohre aus textilbewehrtem Beton übertragen. Der stationäre Fall (Beharrungszustand) ist hierbei Teilösung des instationären Problems. Die Methodik kann sowohl auf einschichtige als auch auf mehrschichtige Rohrwandungen wie z.B. Rohrleitungen mit Innenauskleidungen angewendet werden. Anhand der numerischen Auflösung der Gleichungen ist es möglich, sowohl für einschichtige als auch für mehrschichtige Rohrwandungen den instationären und stationären (Beharrungszustand) Temperatur-, Spannungs- und ggf. Verformungszustand zu ermitteln. Maßgeblich sind insbesondere die eingesetzten Werkstoffe sowie die vorhandenen Schichtstärken, da es bei einer Kombination entsprechender Materialien und Geometrien bereits während des Temperaturausgleichvorgangs und nicht erst im Beharrungszustand zu Maximalspannungen kommen kann. Für textilbewehrte Verbundrohre ist vordergründig von Bedeutung, bei welcher örtlichen und zeitlichen Temperaturveränderung die maximalen Zugspannungen auftreten.