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Numerical and experimental study of concrete structures exposed to impact and fire
Ruta, Daniela
Quelle: Mitteilungen des Institutes für Werkstoffe im Bauwesen
Stuttgart (Deutschland)
Selbstverlag
2018, 225 S., Abb., Tab., Lit.
ISBN: 978-3-945773-12-3
Serie: Mitteilungen des Institutes für Werkstoffe im Bauwesen, 2018, 4
Sprache: Englisch
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[Quelle: http://d-nb.info]
Das Ziel dieser Arbeit ist es, das dynamische Betonverhalten nach thermischer Belastung und dabei vor allem die Veränderungen des Materialzustandes und des Tragverhaltens des Bauwerks mit Hilfe von experimenteller Tests und numerischer Untersuchungen zu analysieren. In der Literatur finden sich wenige Studien über das Verhalten von Beton- und Stahlbetonkonstruktionen, die gekoppelten thermischen und dynamischen Belastungen ausgesetzt sind. Die Ergebnisse dieser Arbeit stellen daher eine wertvolle Ergänzung zu den experimentellen und numerischen Daten in der Literatur dar. Es werden experimentelle Versuche an unbewehrten (kompakte Spannproben) und bewehrten Betonbauteilen (Brammen und Rahmen) unter Brandbelastung und hohen Laststeigerungen vorgestellt und diskutiert. Die Auswirkungen unterschiedlicher thermischer Belastungen und Laststeigerungen werden untersucht. Die experimentellen Ergebnisse bestätigten den starken Einfluss der thermischen Expositionsbedingungen auf die dynamischen Betoneigenschaften. Insbesondere wird beobachtet, dass mit der Zunahme der Temperatur die Zunahme der Resistenz aufgrund der Laststeigerung abnimmt, d.h. der Beton spröde wird und seine Dehnungsempfindlichkeit abnimmt. Um zu untersuchen, ob das verwendete lastabhängige thermomechanische Modell in der Lage ist, das Verhalten von Stahlbetonkonstruktionen unter thermischer und dynamischer Belastung realistisch vorherzusagen, werden die experimentellen Tests numerisch analysiert und die Ergebnisse verglichen und diskutiert. Zusätzliche Finite- Elemente-Simulationen wurden durchgeführt, um das Verhalten von Stahlbetonkonstruktionen bei Aufprall, bei abgekühltem Zustand und Heißzustand zu untersuchen. Die FE-Analysen bestätigten die experimentellen Ergebnisse und unterstrichen die starke Schädigungswirkung durch Brandbelastung von Beton- und Stahlbetonkonstruktionen. Es wird gezeigt, dass das verwendete thermomechanische Modell die experimentellen Ergebnisse und die Reaktion von thermisch geschädigten Stahlbetonkonstruktionen unter hohen Laststeigerungen realistisch vorhersagen kann.
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Influence of elevated temperatures up to 100 °C on the mechanical properties of concrete
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