Zur Seitenansicht
 

Titelaufnahme

Titel
Untersuchung der Auswirkung von Zwangsschnittgrößen infolge Auflagerverschiebung / Julian Konzilia, BSc
VerfasserKonzilia, Julian
Begutachter / BegutachterinnenFeix, Jürgen
Betreuer / BetreuerinnenFeix, Jürgen
ErschienenInnsbruck, April 2018
Umfangxv, 143 Seiten : Illustrationen
HochschulschriftUniversität Innsbruck, Masterarbeit, 2018
Datum der AbgabeApril 2018
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Betonbau / Zwangsschnittgrößen / Auflagerverschiebung
Schlagwörter (EN)Structural concrete / imposed deformations / constraint forces
URNurn:nbn:at:at-ubi:1-17933 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Untersuchung der Auswirkung von Zwangsschnittgrößen infolge Auflagerverschiebung [65.28 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Aufgrund der Vorteile statisch unbestimmten Konstruktionen, sowie den Bestrebungen Wartungskosten für Ingenieurbauwerke zu minimieren, kommen vermehrt statisch unbestimmte Konstruktionen zur Anwendung.

Bei solchen Konstruktionen treten aufgrund eingeprägter Weggrößen Schnittgrößen auf, da die freie Verformbarkeit verhindert wird. Die so entstehenden Schnittgrößen, oder auch Zwänge, stellten die Ursache für eine große Anzahl von Schadensfällen dar.

Die Berechnung von Zwangsschnittgrößen bereitet besonders bei Stahlbeton aufgrund des nichtlinearen sowie des zeitabhängigen Verhaltens große Schwierigkeiten. Hinzu kommt, dass die Ermittlung von Zwängen stark mit dem Bauteilverhalten gekoppelt ist. Daher werden in der gängigen Bemessung Zwangsschnittgrößen oft nur näherungsweise erfasst, oder deren Auswirkungen mithilfe konstruktiver Regeln abgefangen.

In der vorliegenden Arbeit sollen die Auswirkungen von Zwangsschnittgrößen auf Stahlbetonbalken untersucht werden. Dies geschieht mittels Gegenüberstellung eines Referenzversuchs mit einem Zwangsversuch bei Belasten bis zur Traglast, wobei Letzterem durch Überhöhung des Mittelauflagers Zwangsschnittgrößen eingeprägt wurden. Als statisches System wurde ein Durchlaufträger über zwei Felder gewählt, wobei die Belastung mittels einer hydraulischen Presse erfolgte. Des Weiteren wurden zwei überhöhte Träger für mehrere Monate in eine Klimabox eingebaut, um so den Einfluss des Kriechens auf den Zwang zu erfassen. Vor Belasten bis zur Traglast erfolgte in einem ersten Belastungsschritt ein Anreißen der Träger, um die Steifigkeitsreduktion durch Rissbildung vorwegzunehmen.

Es zeigt sich, unabhängig der gewählten Konfiguration, eine Reduktion der Zwangsschnittgrößen mit Zunahme der Belastung. Bei Erreichen der Traglast sind diese gänzlich verschwunden. Dies ist auf eine Vielzahl von Mechanismen zurückzuführen. Hier sind die Steifigkeitsreduktion infolge Rissbildung sowie Plastifizieren von Stütz- und Feldquerschnitt und daraus resultierende Momentenumlagerungen, zu nennen. Dies gilt für das vorliegende, plastische Versagen durch Bildung einer kinematischen Kette.

Da viele Faktoren ausschlaggebend sind, ist es äußerst komplex die Schnittgrößen aus Zwang vorherzusagen. Hier sind z.B. Steifigkeitsverteilung und Absolutwert der Steifigkeit, statisches System sowie Affinität des Biegemomentenverlaufs aus Zwang und Belastung zu nennen.

Nichtsdestotrotz ist der Autor der Meinung, dass es mithilfe weiterführender Versuche möglich ist, Zwangsschnittgrößen besser vorherzusagen zu können, und ein praktikables sowie wirklichkeitsnahes Modell für die Berücksichtigung von Zwangsschnittgrößen in der Bemessung zu entwickeln.

Zusammenfassung (Englisch)

Due to their advantages as well as efforts to minimize maintenance costs, statically indeterminate structures have been used more often.

Looking at statically indeterminate structures, imposed deflections, such as deplacements, cause constraint forces. As a result of these forces, damages often occured.

The calculation of constraint forces shows to be difficult, especially when looking at reinforced concrete, due to the nonlinear and time dependent behavior. Additional difficulties arise because of the connection between the occurrence of constraint forces and the behavior of the construction. Due to this, it is common to approximately calculate constraint forces or instead, intercept their effects by constructive rules.

The following thesis is going to look at effects, caused by constraint forces on rectangular beams. The chosen method is to compare the behavior of two girders, one with an imposed deflection, by raising the middle support. As a static system, a continuous beam with two openings had been chosen. The loads, which were provided by hydraulic press, were placed in these openings. The load was then increased until it reached the loading capacity. To gain data for considering creep effects of the concrete, two girders with an imposed deflection were put in a climate box and under surveillance. Ahead of testing the loading capacity, a first load step was carried out. The concrete beams were precracked, thereby forcing the reduction of stiffness through cracking.

Independent of configuration a reduction of constraint forces with increasing the load could be observed. When reaching the maximum bearing force, the constraint forces had reduced to nil. The reasons therefore are multifarious. Moment rearrangement caused by reduction of stiffness through cracking and plastification of construction parts have to be taken into consideration. This is the result of the failure through developing a kinematic chain.

Because of its complexity, it is difficult to predict occurring constraint forces. Several factors have to be considered. Examples include: distribution of stiffness accompanied by the total value of stiffness, the static system and the difference between bending moment distribution caused by constraint forces or loads.

According to the author, due to further experiments, it should be possible to contrive better methods for consideration of constraint forces that satisfy both demands: easy to use for practical dimensioning and providing a better approach of the actual occurring forces.

Statistik
Das PDF-Dokument wurde 15 mal heruntergeladen.