Ermittlung effektiver elastischer Eigenschaften von Hochlochziegeln mittels numerischer Simulation

Hochlochziegel (HLz) können in einem dreidimensionalen Finite-Elemente (FE)-Modell ganzer Wände nicht detailliert mit ihrer meist sehr komplexen Lochstruktur abgebildet werden, weil dann die Zahl der Freiheitsgrade der Berechnung zu groß würde. Sie müssen stattdessen als homogenes Ersatzkontinuum betrachtet werden, dessen effektive mechanische Eigenschaften zunächst nicht bekannt sind.

In diesem Beitrag wird ein numerisches Homogenisierungsverfahren vorgestellt, mit dem die effektiven elastischen Eigenschaften von HLz ermittelt werden können. Das Verfahren wird auf drei unterschiedliche, praxisübliche HLz angewendet. Hierbei zeigt sich, dass alle drei HLz effektiv als orthotropes, elastisches Kontinuum zu beschreiben sind und daher jeweils neun elastische Konstanten zur vollständigen Charakterisierung erforderlich sind. Bei den messtechnisch relativ einfach zu bestimmenden E-Moduln in Steinhoch- und Steinlängsrichtung stimmen die mit dem Homogenisierungsverfahren bestimmten Werte gut mit den experimentellen Beobachtungen überein.