Dreidimensionale (3D) kontinuumsmechanische Finite Elemente Analysen von Stahlbetonkonstruktionen

Es wird ein Finite Elemente Programm zur dreidimensionalen Berechnung von Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktionen entwickelt. Es erlaubt dem Ingenieur eine nicht lineare Berechnung mit vertretbarem Aufwand durchzuführen. Die Lage der Bewehrung wird vom Bewehrungsplan übernommen, automatisch auf das Elementnetz diskretisiert und in das Mutterelement eingebettet. Es wird ein Element entwickelt, welches Schlupf zwischen der eingebetteten Bewehrung und dem Mutterelement erlaubt. Die klassische eingebettete Formulierung kommt ohne zusätzliche Freiheitsgrade aus, ist aber innerhalb der globalen Berechnung auf starren Verbund beschränkt. Der Schlupf kann jedoch durch Einführen von Interfaceelementen auf Materialniveau, nachdem die globalen Verschiebungen berechnet wurden, berücksichtigt werden. Schlupf infolge jeglicher Art von Vorspannung wird durch dieses nachträgliche Verbundschlupfmodell erfaßt. Der Beton wird im Rahmen der Plastizitätstheorie modelliert wobei die Ottosen-Fläche als Bruchfläche dient. Für die Modellierung von Zugversagen stehen verschiedene rotierende Rißmodelle basierend auf dem kohäsiven Rißkonzept zur Auswahl. Kriechen wird durch Integration der gesamten Spannungsgeschichte erfaßt. Die Möglichkeiten des Programms werden an ausgewählten Anwendungsbeispielen aus dem konstruktiven Ingenieurbau und an Beispielen der Boden-Tragwerks-Interaktion gezeigt. Das entwickelte Programm ist ein Zusatzmodul zu BEFE, welches von Gernot Beer entwickelt wurde.