Realitätsnahe adaptive hierarchische Modellierung und Berechnung dünnwandiger Stahlbetontragwerke

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Das Gesamtziel dieses Forschungsvorhabens ist die realitätsnahe, fehlerkontrollierte adaptive und hierarchische mathematische Modellierung und Berechnung von Stahlbetonflächentragwerken, z.B. Platten mit Vouten und Steifen, in Verbindung mit der adaptiven numerischen Berechnung. Ausgehend von a-priori festgelegten Genauigkeitsanforderungen soll die adaptive numerische Berechnung einer Struktur mittels der FEM möglichst effektiv und zuverlässig mit absoluten globalen Fehlerschätzern, d.h. mit quantitativen Schranken, durchgeführt werden. Hierbei werden in verschiedenen Teilgebieten je nach Genauigkeitsanforderungen unterschiedliche anisotrope Homogenisierungen der Materialgleichungen für Beton und Stahlstäbe verwendet, die als hierarchische Folge eines Master-Werkstoffgesetzes darstellbar sind. Diese im physikalischen Sinne heirarchische Folge von Makromodellen betrifft materielle Nichtlinearitäten und Schädigung. Es ist i.d.R. nur in räumlich begrenzten Störzonen einer dünnwandigen Struktur notwendig das Modell und die Dimension anzupassen. Damit ergibt sich eine erhebliche effektivere und fehlerkontrollierte Berechnung der Struktur im Vergleich zu einer Modellierung, die die Struktur von Anfang an vollständig mit dem aufwendigsten hierarchisch erweiterten Modell dreidimensional beschreibt. Außerdem erhält man bessere Einsicht in das mechanische Verhalten der Teilgebiete im Belastungsprozeß.