Nachrechnung von Betonbrücken: Verfahren für die Stufe 4 der Nachrechnungsrichtlinie : Tragsicherheitsbeurteilung von Bestandsbauwerken
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| Format: | Book |
| Language: | German |
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Bremen
Fachverlag NW in der Carl Schünemann Verlag GmbH
Juni 2016
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| Series: | Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik
Heft 1120 |
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| Item Description: | Kurzfassung in deutscher, englischer und französischer Sprache. Zusammenfassung in englischer Sprache |
| Physical Description: | 244 Seiten Illustrationen, Diagramme 30 cm |
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INHALT
1 EINLEITUNG .
1.1 PROBLEMSTELLUNG
.
1.2 ZIELSETZUNG UND VORGEHEN
.
1.3 ABGRENZUNG DES PROJEKTUMFANGS
.
2 WISSENSCHAFTLICHE METHODEN
FUER DIE NACHRECHNUNG VON
BESTEHENDEN BRUECKEN
.
2.1 ALLGEMEINES .
2.2 GENAUERE ANALYTISCHE VERFAHREN
.
2.3 ERMITTLUNG DER TRAGFAEHIGKEIT
MIT NICHTLINEAREN VERFAHREN
.
2.4 PROBABILISTISCHE NACHWEISFUEHRUNG
2.5 REDUZIERUNG VON UNSICHERHEITEN
DURCH KOMPENSATIONSMASSNAHMEN
2.6 AKZEPTIERTE VERSAGENSWAHRSCHEIN
LICHKEITEN .
2.7 LEBENSQUALITAETSINDEX (LQ I)
.
2.8 FAZIT .
3 GRUNDLAGEN FUER NICHTLINEARE
BERECHNUNGEN .
3.1 EINFUEHRUNG .
3.2 WERKSTOFFVERHALTEN B E TO N
.
3.2.1 ALLGEMEINES .
3.2.2 EINAXIALES BETONVERHALTEN
.
3.2.3 ZWEIAXIALES BETONVERHALTEN
.
3.2.4 DREIAXIALES BETONVERHALTEN
.
3.3 WERKSTOFFVERHALTEN VON S TA H L
.
3.3.1 ALLGEMEINES .
3.3.2 BEWEHRUNGSSTAHL .
3.3.3 SPANNSTAHL .
3.4 WERKSTOFFVERHALTEN STAHLBETON
.
3.4.1 ALLGEMEINES .
3.4.2 VERBUND .
3.4.3 RISSVERZAHNUNG .
3.4.4 DUEBELWIRKUNG DER BEWEHRUNG
.
3.4.5 VERSUCHE AN BEWEHRTEN BAUTEILEN
3.5 MATERIALMODELLE FUER BETON
IN DER FEM . 30
3.5.1 ALLGEMEINES . 30
3.5.2 NICHTLINEARE ELASTIZITAETSTHEORIE
.
31
3.5.3 PLASTIZITAETSTHEORIE. 33
3.5.4 SCHAEDIGUNGS- UND MIKRORISSTHEORIE . . . 37
3.5.5 KOMBINIERTE ELASTOPLASTISCHE
SCHAEDIGUNGSTHEORIE . 39
3.5.6 MICROPLANE-THEORIE. 39
3.6 MODELLIERUNG DER RISSBILDUNG
VON B E TO N . 40
3.6.1 ALLGEMEINES . 40
3.6.2 KONTINUUMSMODELLE MIT
DISKONTINUITAET . 41
3.6.3 KONTINUUMSMODELLE OHNE
DISKONTINUITAET . 42
3.6.4 OBJEKTIVITAET UND NETZABHAENGIGKEIT . 44
3.7 BERUECKSICHTIGUNG DES VERBUNDS
.
44
3.7.1 STARRER VERBUND . 45
3.7.2 BOND-ELEMENTE. 45
3.7.3 TENSION STIFFENING. 45
3.8 MODELLIERUNG VON STAHLBETON
.
45
3.8.1 KLASSISCHE M ETHODE. 45
3.8.2 EMBEDDED ELEMENTS . 46
3.3.3 LAYER-METHODE
.
46
3.8.4 COMPRESSION FIELD T H E O RY
.
48
3.9 GRUNDLAGEN DER (NICHTLINEAREN)
FEM . 48
3.9.1 ALLGEMEINES . 48
3.9.2 FINITE-ELEMENTE-METHODE
.
49
3.9.3 NEWTON-RAPHSON-VERFAHREN
.
49
3.9.4 ELEMENTTYPEN . 50
4 NUMERISCHE SIMULATIONEN DES
TRAGVERHALTENS AUSGEWAEHLTER
VERSUCHSBALKEN . 52
4.1 ALLGEMEINES . 52
4.2 KURZVORSTELLUNG DER VERWENDETEN
PROGRAMMSYSTEME. 52
15
15
16
16
17
17
17
17
18
19
19
20
20
20
20
21
21
21
23
24
25
25
25
26
26
26
26
27
28
29
4.2.1 ABAQUS. 52
4.2.2 ATENA . 56
4.2.3 SOFISTIK. 62
4.2.4 INFOCAD
.
;
.
66
4.3 BESCHREIBUNG DER UNTERSUCHTEN
VERSUCHSBALKEN
.
67
4.3.1 BALKEN 10: STAHLBETONTRAEGER OHNE
BUEGELBEWEHRUNG - BIEGEVERSAGEN . 67
4.3.2 BALKEN E4: STAHLBETONTRAEGER MIT
BUEGELBEWEHRUNG - BIEGEVERSAGEN . 69
4.3.3 BALKEN E6: STAHLBETONTRAEGER OHNE
BUEGELBEWEHRUNG - SCHUBVERSAGEN . . . 70
4.3.4 BALKEN BM100: STAHLBETONTRAEGER MIT
BUEGELBEWEHRUNG - SCHUBVERSAGEN . . . 71
4.3.5 BALKEN ET3: STAHLBETONTRAEGER MIT
BUEGELBEWEHRUNG - SCHUBVERSAGEN . . . 72
4.3.6 BALKEN B4: SPANNBETONTRAEGER MIT
BUEGELBEWEHRUNG - BIEGEVERSAGEN . 73
4.3.7 BALKEN TP3: SPANNBETONTRAEGER MIT
BUEGELBEWEHRUNG - BIEGEVERSAGEN . 74
4.3.8 BALKEN DLT1: SPANNBETONTRAEGER MIT
BUEGELBEWEHRUNG - SCHUBVERSAGEN . . . 76
4.3.9 BALKEN VT1: SPANNBETONTRAEGER MIT
BUEGELBEWEHRUNG - SCHUBVERSAGEN . . . 78
4.4 BALKEN 10: SIMULATION STAHLBETON
TRAEGER OHNE BUEGELBEWEHRUNG -
BIEGEVERSAGEN
.
80
4.4.1 ABAQUS. 80
4.4.2 ATENA . 82
4.4.3 SOFISTIK. 84
4.4.4 INFOCAD
.
85
4.5 BALKEN E4: SIMULATION STAHLBETON
TRAEGER MIT BUEGELBEWEHRUNG -
BIEGEVERSAGEN
.
86
4.5.1 ABAQUS. 86
4.5.2 ATENA . 89
4.5.3 SOFISTIK. 92
4.5.4 INFOCAD
.
93
4.6 BALKEN E6: SIMULATION STAHLBETON
TRAEGER OHNE BUEGELBEWEHRUNG -
SCHUBVERSAGEN
.
96
4.6.1 ABAQUS. 96
4.6.2 ATENA . 97
4.6.3 SOFISTIK. 99
4.6.4 INFOCAD
.
100
4.7 BALKEN BM100: SIMULATION STAHL
BETONTRAEGER MIT BUEGELBEWEHRUNG
-SCHUBVERSAGEN
.
102
4.7.1 ABAQUS
.
102
4.7.2 ATENA
.
104
4.7.3 SOFISTIK
.
106
4.8 BALKEN ET3: SIMULATION STAHL
BETONTRAEGER MIT BUEGELBEWEHRUNG -
SCHUBVERSAGEN
.
107
4.8.1 ABAQUS
.
107
4.8.2 ATENA . 111
4.8.3 SOFISTIK. 113
4.9 BALKEN B4: SIMULATION SPANN
BETONTRAEGER MIT BUEGELBEWEHRUNG -
BIEGEVERSAGEN . 114
4.9.1 ABAQUS. 114
4.9.2 ATENA . 117
4.9.3 SOFISTIK
.
120
4.9.4 INFOCAD
.
121
4.10 BALKEN TP3: SIMULATION SPANN
BETONTRAEGER MIT BUEGELBEWEHRUNG -
BIEGEVERSAGEN
.
123
4.10.1 ABAQUS
.
123
4.10.2 ATENA 2D
.
128
4.10.3 ATENA 3D
.
130
4.10.4 SOFISTIK
.
133
4.11 BALKEN DLT1: SIMULATION SPANN
BETONDURCHLAUFTRAEGER MIT BUEGEL
BEWEHRUNG - SCHUBVERSAGEN.135
4.11.1 ABAQUS
.
135
4.11.2 ATENA 2D
.
140
4.11.3 ATENA 3D
.
142
4.11.4 SOFISTIK
.
145
4.11.5 INFOCAD
.
146
4.12 BALKEN VT1: SIMULATION SPANN
BETONTRAEGER MIT BUEGELBEWEHRUNG -
SCHUBVERSAGEN
.
149
4.12.1 ABAQUS
.
149
4.12.2 ATENA
.
154
4.12.3 SOFISTIK
.
157
4.13 VERGLEICH UND BEWERTUNG DER
NACHRECHNUNG VON VERSUCHEN
.
158
4.13.1 VERGLEICH DER RECHNERISCHEN
TRAGLASTEN
.
158
4.13.2 ABSCHAETZUNG EINES
MODELLANPASSUNGSFAKTORS
.
160
4.13.3 VERGLEICH DER LAST-VERFORMUNGS
KURVEN
.
161
4.13.4 BEWERTUNG DER ERGEBNISSE
.
163
5 GRUNDLAGEN ZUR SICHERHEIT IM
BAUWESEN
.
164
5.1 ALLGEMEINES
.
164
5.1.1 RELEVANTE WAHRSCHEINLICHKEITS
VERTEILUNGEN FUER DAS BAUWESEN .164
5.1.2 ZWEIDIMENSIONALE KONTINUIERLICHE
WAHRSCHEINLICHKEITSVERTEILUNGEN . 168
5.1.3 DER ZENTRALE GRENZWERTSATZ.168
5.2 GRUNDLAGEN DER ZUVERLAESSIGKEITS
THEORIE
.
169
5.2.1 LEVEL-3-METHODEN
.
169
5.2.2 LEVEL-2-METHODEN
.
170
5.2.3 LEVEL-1-METHODEN
.
173
5.2.4 ZIELWAHRSCHEINLICHKEITEN IN
NORMEN
.
174
5.2.5 STREUUNGEN DER BASISVARIABLEN .175
6 EINHALTUNG DER ERFORDERLICHEN
SICHERHEIT BEI NICHTLINEAREN
BERECHNUNGEN.176
6.1 ALLGEMEINES .176
6.2 BESONDERHEITEN BEI NICHTLINEAREN
BERECHNUNGEN/UNTERSCHIEDE ZUR
STANDARDBEMESSUNG
.
176
6.3 VORHANDENE ANSAETZE FUER SICHERHEITS
KONZEPTE FUER SYSTEME MIT NICHT
LINEAREM VERHALTEN
.
176
6.3.1 ALLGEMEINES
.
176
6.3.2 FESTLEGUNGENA/ORGABEN IN AKTUELLEN
NORMEN UND MODELLNORMEN
(MODEL C ODES)
.
177
6.3.3 YR-VERFAHREN
.
177
6.3.4 ECOV (MODEL CODE 2010) .178
6.3.5 PARTIAL FACTOR METHOD (BERECHNUNG
MIT BEMESSUNGSWERTEN) .179
6.3.6 PROBABILISTIC METHOD (SARA).179
6.4 ANWENDUNG DER VORHANDENEN
SICHERHEITSKONZEPTE BEI NUMERISCHEN
SIMULATIONEN VON VERSUCHSBALKEN . 181
6.4.1 EINLEITUNG
.
181
6.4.2 VERSUCHSBALKEN 10
.
181
6.4.3 VERSUCHSBALKEN E4
.
182
6.4.4 VERSUCHSBALKEN E6
.
183
6.4.5 VERSUCHSBALKEN BM I0 0
.
184
6.4.6 VERSUCHSBALKEN ET3
.
185
6.4.7 VERSUCHSBALKEN B4
.
186
6.4.8 VERSUCHSBALKEN TP3
.
187
6.4.9 VERSUCHSBALKEN DLT1
.
188
6.4.10 VERSUCHSBALKEN VT1
.
189
6.5 ZUSAMMENFASSENDE STATISTISCHE
AUSWERTUNG
.
190
6.6 F AZIT
.
193
7 ABSCHLIESSENDE AUSWERTUNG
DER DURCHGEFUEHRTEN UNTER
SUCHUNGEN
.
193
7.1 NUMERISCHE SIMULATION DER
TRAGFAEHIGKEIT
.
193
7.2 SICHERHEITSKONZEPTE FUER NICHT
LINEARE BERECHNUNGEN
.
194
7.3 EMPFEHLUNGEN FUER DIE FORT
SCHREIBUNG DER NACHRECHNUNGS
RICHTLINIE
.
195
7.3.1 ERGAENZUNG DER NACHWEISSTUFE 4
.
195
7.3.2 BENCHMARKBEISPIELE.196
7.3.3 ZUKUENFTIGES ENTWICKLUNGSPOTENZIAL
FUER DIE STUFE 2 .196
7.4 WEITERER FORSCHUNGSBEDARF
.
197
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK . . . 197
9 LITERATUR.199
ANHAENGE.205
ANHANG A 1: ANWENDUNG DES YR-VERFAHRENS
AN VERSUCHSTRAEGERN
.
205
ANHANG A 2: ANWENDUNG DER ECOV-METHODE
AN VERSUCHSTRAEGERN
.
212
ANHANG A 3: ANWENDUNG DER PARTIAL FACTOR
METHOD AN VERSUCHSTRAEGERN . . . 224
ANHANG A 4: BERECHNUNG MIT STREUENDEN
MATERIALPARAMETERN (SARA) . . . 231 |
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| author | Maurer, Reinhard 1956- Kattenstedt, Simone 1979- Gleich, Philipp 1985- Stuppak, Eva Kolodziejczyk, Agnieszka 1980- |
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| discipline | Bauingenieurwesen Verkehr / Transport |
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