Prüfingenieur 35 - Bundesvereinigung der Prüfingenieure für ...

MASSIVBAU
Abb. 13: Last-Verformungskurven Versuch vs. FE-Berechnung (Serie I + II)
schnittsflächen entsprechen mit guter Näherung den
in den Versuchen erzielten Lastverhältnissen zwischen
den Hohlkörperdecken und der Massivdecke.
Bei dieser Betrachtung bleibt der Einfluss eines
dreidimensionalen Tragverhaltens im Bereich der Kugeln
unberücksichtigt, wie sie durch ein 3D-Fachwerk
in Abb. 15 dargestellt werden. Derartige Einflüsse
können jedoch allein durch die Versuchsdurchführung
nicht beschrieben werden. Mittels dreidimensionaler
physikalisch-nichtlinearer Finite-Elemente-Berechnungen
wurde das Tragverhalten der Versuchskörper
dahingehend verifiziert (siehe Abb. 13).
In Abb. 14 ist das Rissbild der Versuche dem
„verschmierten“ Rissbild der Finite-Elemente-Berechnungen
gegenübergestellt.
In der Finite-Elemente-Berechnung bildeten
sich zunächst Biegerisse aus, die in den Querkraftbereichen
in Richtung Lasteinleitung rotierten. Bei weiterer
Laststeigerung entstand nahezu schlagartig ein
maßgebender Schubriss, der sich in Richtung Lasteinleitung
weiter fortpflanzte. Das Versagen kündigte
sich durch das „Hineinwachsen“ des Schubrisses in
die Druckzone hinein an. Die Versagenslast wurde
durch das Durchtrennen der Druckzone erreicht.
Abb. 14: Rissbildung und Tragverhalten, FE-Berechnung, BD250
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Der Prüfingenieur Oktober 2009
Abb. 15: Dreidimensionales Tragverhalten – 3D-Fachwerk
Abb. 15 zeigt im Grundriss und in der Ansicht
ein Fachwerkmodell zur Beschreibung der bogenförmigen
Druckstrebe oberhalb des Schubrisses zu einem
Zeitpunkt unmittelbar vor dem Versagen. Die
geneigte Druckstrebe bildet sich um die Kugeln herum
aus, was zu einer Querzugbeanspruchung
in den Randbereichen der Platte
führt. Im Innern der Platte heben sich
diese Kraftkomponenten gegenseitig
auf.
Bei den FE-Berechnungen zeigte
sich ebenfalls, dass im Bereich der Kugeln
quer zum Druckbogen des gedachten
Bogen-Zugband-Modells jeweils
Querzugspannungen infolge des „Umlenkens“
der Druckstrebe entstehen.
Bei den vorliegenden Verhältnissen erreichen
diese Querzugspannungen Werte
deutlich unterhalb der vorhandenen