A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Numerische Simulation von unbewehrten und textilverstärkten Mauerwerksscheiben unter zyklischer Belastung
Mit einem neu entwickelten numerischen Modell für die Simulation von unbewehrten und textilverstärkten Mauerwerkscheiben unter zyklischer Belastung werden die Mauersteine und die Fugen als homogenes Kontinuum mit anisotropen Materialeigenschaften betrachtet. Die textile Verstärkung wird unter der Annahme einer beidseitigen Applikation durch ein spezielles Verbundmodell an das Mauerwerk angeschlossen, durch welches das Mittragen des Mauerwerks zwischen den Rissen erfasst wird. Das Modell berücksichtigt die Rissausbreitung durch ein verschmiertes Rissmodell und kommt aufgrund einer entkoppelten Formulierung der zweiaxialen Spannungs-Dehnungs-Beziehung für die Hauptspannungsrichtung mit wenigen Eingabeparametern aus. Mit der Implementierung des Modells in das FE-Programmsystem Ansys steht damit ein numerisches Modell für die Simulation textilverstärkter Schubwände zur Verfügung. Die Simulationen zeigen, dass das Materialmodell in der Lage ist, die für die Mauerwerkswände charakteristischen Versagensarten abzubilden. Dabei wird auch die Abhängigkeit zwischen Versagensmechanismus und Materialduktilität widergespiegelt. Auch wenn die Gültigkeit des Modells für verschiedene Mauerwerksarten gezeigt werden konnte, ist das Versagenskriterium ein charakteristisches Merkmal des Mauerwerks und sollte für jeden Mauerwerkstyp experimentell ermittelt werden. Daher wurde durch den modularen Aufbau der Modellroutinen die Möglichkeit geschaffen, neue Versagenskriterien problemlos zu implementieren. Problematisch ist nach wie vor aufgrund fehlender allgemeingültiger Experimente die Ermittlung der Mauerwerkszugfestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen und der Parameter zur Definition der Entfestigungspfade als notwendige Eingangsgrößen für die Modelle. Daher ist hier zur Zeit noch eine Kalibrierung notwendig. Eine Standardisierung der relevanten Versuche ist daher unbedingt erforderlich. Der Einfluss der Mauerwerkszugfestigkeit durch den Tension-Stiffening-Effekt auf die Verstärkungswirkung wurde durch die Berechnung von textilverstärkten Mauerwerksschubwänden verdeutlicht. Es konnte für alle Wände eine Erhöhung der Traglast und eine Verbesserung der Duktilität erreicht werden.
Numerische Simulation von unbewehrten und textilverstärkten Mauerwerksscheiben unter zyklischer Belastung
Mit einem neu entwickelten numerischen Modell für die Simulation von unbewehrten und textilverstärkten Mauerwerkscheiben unter zyklischer Belastung werden die Mauersteine und die Fugen als homogenes Kontinuum mit anisotropen Materialeigenschaften betrachtet. Die textile Verstärkung wird unter der Annahme einer beidseitigen Applikation durch ein spezielles Verbundmodell an das Mauerwerk angeschlossen, durch welches das Mittragen des Mauerwerks zwischen den Rissen erfasst wird. Das Modell berücksichtigt die Rissausbreitung durch ein verschmiertes Rissmodell und kommt aufgrund einer entkoppelten Formulierung der zweiaxialen Spannungs-Dehnungs-Beziehung für die Hauptspannungsrichtung mit wenigen Eingabeparametern aus. Mit der Implementierung des Modells in das FE-Programmsystem Ansys steht damit ein numerisches Modell für die Simulation textilverstärkter Schubwände zur Verfügung. Die Simulationen zeigen, dass das Materialmodell in der Lage ist, die für die Mauerwerkswände charakteristischen Versagensarten abzubilden. Dabei wird auch die Abhängigkeit zwischen Versagensmechanismus und Materialduktilität widergespiegelt. Auch wenn die Gültigkeit des Modells für verschiedene Mauerwerksarten gezeigt werden konnte, ist das Versagenskriterium ein charakteristisches Merkmal des Mauerwerks und sollte für jeden Mauerwerkstyp experimentell ermittelt werden. Daher wurde durch den modularen Aufbau der Modellroutinen die Möglichkeit geschaffen, neue Versagenskriterien problemlos zu implementieren. Problematisch ist nach wie vor aufgrund fehlender allgemeingültiger Experimente die Ermittlung der Mauerwerkszugfestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen und der Parameter zur Definition der Entfestigungspfade als notwendige Eingangsgrößen für die Modelle. Daher ist hier zur Zeit noch eine Kalibrierung notwendig. Eine Standardisierung der relevanten Versuche ist daher unbedingt erforderlich. Der Einfluss der Mauerwerkszugfestigkeit durch den Tension-Stiffening-Effekt auf die Verstärkungswirkung wurde durch die Berechnung von textilverstärkten Mauerwerksschubwänden verdeutlicht. Es konnte für alle Wände eine Erhöhung der Traglast und eine Verbesserung der Duktilität erreicht werden.
Numerische Simulation von unbewehrten und textilverstärkten Mauerwerksscheiben unter zyklischer Belastung
Kalker, Ines (author)
2007
183 Seiten, Bilder, Tabellen, 97 Quellen
Theses
German
| TIBKAT | 2007
| UB Braunschweig | 2007