Mechanische Modelle für mehraxiales Festigkeits- und Ermüdungsversagen von Stahlbeton

Räumliche Beanspruchungssituationen haben erhebliche Auswirkungen auf die Betonfestigkeit. Das gilt sowohl für monoton steigende als auch für zyklische Belastung. Ausgehend von zwei geeigneten mehraxialen Festigkeitsmodellen werden mechanische Modelle für das Ermüdungsversagen von Normalbeton sowie von hochfestem und ultrahochfestem Beton entwickelt. Für Normalbeton werden in das Fünfparametermodell nach WILLAM/WARNKE zwei Schädigungsvariablen eingeführt, welche über einen energetischen Ansatz die Erfassung der Schädigung aus zyklischer Beanspruchung erlauben. Mit dem darauf aufbauenden schädigungsabhängigen Verlauf der Verzerrungsentwicklung können in numerischen Simulationen von Tragstrukturen Spannungsumlagerungen realitätsnah abgebildet werden. Für die Beschreibung des Ermüdungsversagens von hochfestem und ultrahochfestem Beton ist das Dreiphasenmodell nach GRÜNBERG wesentlich besser geeignet als das Fünfparametermodell. Verschiedene Bereiche des Modells wurden anhand mehraxialer Laborversuche kalibriert. Zur vollständigen Validierung sind weitere Versuche erforderlich, besonders im Bereich hoher Lastwechselzahlen.