Behandlung von Stabwerkmodellen in D-Bereichen von Stahlbetonbauteilen auf der Basis einer realistischen Schädigungsmodellierung des Betons

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Seit einigen Jahren hat - basierend auf den Arbeiten von SCHLAICH & SCHÄFER ([14],[15]) die Modellierung von Diskontinuitätsbereichen in Stahl- und Spannbetonbauteilen mit Hilfe von Stabwerkmodellen Eingang in die neuen Bemessungsvorschriften (EC2, DIN 1045-1) gefunden. Diese Stabwerkmodelle werden derzeit entweder basierend auf typischen Stabwerkmodellen für einfache Bemessungsprobleme oder unter Nutzung linear elastischer Berechnungsergebnisse (Trajektorienprinzip) entwickelt und verwendet (RÜCKERT [13]). Da sich Stahl- und Spannbetontragwerke jedoch gerade in den Diskontinuitätsbereichen stark nichtlinear verhalten, ist die Modellierung der Stabwerkmodelle dort mit erheblichen Unsicherheiten behaftet. Deshalb ist es notwendig, die Entwicklung der Stabwerkmodelle aus einer nichtlinearen Modellierung des Betons unter Berücksichtigung dessen Schädigung abzuleiten. Im beantragten Forschungsvorhaben wird die Ermittlung einer optimalen Bewehrungslage und -menge in D-Bereiche von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen als gradientenbasierte Optimierungsaufgabe formuliert und gelöst. Dabei wird die Modellierung des nichtlinearen Verhaltens des Betons mit Hilfe eines skalaren Schädigungsmodells durchgeführt. Aus den Ergebnissen lassen sich wirklichkeitsnahe Stabwerkmodelle ableiten. Es werden bestehende Stabwerkmodelle überprüft und gegebenenfalls verbessert, bzw. Stabwerkmodelle für komplexe D-Bereiche neu entwickelt, durch Versuche abgesichert und für die Praxis aufbereitet.