Ein Modell zur Bestimmung der Streuungen im Nachrisszugtragverhalten von Faserbeton

Michael Mayer

Ein Modell zur Bestimmung der Streuungen im Nachrisszugtragverhalten von Faserbeton

Translated title of the contribution: A model to predict the scattering of the post cracking tensile behaviour of FRC

Michael Mayer

Institute of Structural Concrete (2030)

Research output: Thesis › Master's Thesis

Abstract

The applications of fiber reinforced concrete are currently still limited. The limitation depends on the high scattering in the post cracking tensile behaviour of fiber reinforced concrete. The applications of fiber reinforced concrete currently range from foundation slabs, precast concrete members to tunneling. The high scattering of the material properties of fiber reinforced concrete make it difficult to use it for elements with considerable stresses.
To reduce this scattering, it is necessary to investigate which parameters have the biggest influence on the total scattering in the post cracking behaviour. Due to this fact the goal of this master thesis is to develop a model which enables the description of the scattering influences of each parameter.
At first, the most important basics are described. They are necessary to create the model. The model is implemented in MATLAB and gives the possibility, to quantify the influence of the scattering parameters. Furthermore, it is possible to simulate the interaction of different scattering parameters. To verify the performance of the model, the results of different computations have been compared with experimental tests carried out at Graz University of Technology.
After verification of the model, different results of the computation are shown. Therefor different parameters have been investigated. This is necessary to get the quantitative scattering amount for each parameter.
In the next step, the results of the computation are analyzed to create a mathematical correlation, based on the error propagation. This correlation is able to describe the total scattering, without using computationally intensive analysis.
Finally a summary of this master thesis and an outlook on prospective studies is given.

Translated title of the contribution	A model to predict the scattering of the post cracking tensile behaviour of FRC
Original language	German
Publication status	Published - 2014

Keywords

Steel fiber reinforced concrete
Statistical Analysis
Modelling & Simulation
Tensile behaviour

ASJC Scopus subject areas

Building and Construction
Civil and Structural Engineering

Fields of Expertise

Sustainable Systems

Cite this

@mastersthesis{dbfb3345d9124aeab3706abe80ad1480,

title = "Ein Modell zur Bestimmung der Streuungen im Nachrisszugtragverhalten von Faserbeton",

abstract = "Faserbeton ist ein Baustoff, dessen Anwendungen aufgrund der gro{\ss}en Streuungen im Tragverhalten noch begrenzt sind. Das Einsatzgebiet des Faserbetons erstreckt sich derzeit von Fundamentplatten {\"u}ber Fertigteile bis hin zum Tunnelbau. Das Hauptanwendungsgebiet stellen derzeit allerdings Industriefu{\ss}b{\"o}den dar. Die gro{\ss}en Streuungen in den Materialkennwerten erschweren die Anwendung von Faserbeton insbesondere f{\"u}r Bauteile mit nennenswerten Beanspruchungen. Um die Streuungen im Tragverhalten von Faserbeton reduzieren zu k{\"o}nnen, ist es notwendig, die Parameter, welche den gr{\"o}{\ss}ten Einfluss auf die Streuungen aus{\"u}ben, festzustellen. Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Erstellung eines Modells zur Quantifizierung der streuungswirksamen Einfl{\"u}sse. Die zur Erstellung eines Modells notwendigen Grundlagen werden zu Beginn beschrieben. Das vorgestellte Modell, welches in MATLAB implementiert wurde, erm{\"o}glicht es, den Einfluss unterschiedlicher Streuungsparameter unabh{\"a}ngig voneinander zu quantifizieren. Weiters k{\"o}nnen auch die {\"U}berlagerungen der einzelnen Einfl{\"u}sse simuliert werden. Die Verifizierung der Leistungsf{\"a}higkeit des Modells erfolgt durch Vergleiche mit an der TU Graz durchgef{\"u}hrten Versuchen. Nach der Verifizierung des Modells wurde eine Parameterstudie durchgef{\"u}hrt, um die einzelnen Streuungseinfl{\"u}sse aufzuschl{\"u}sseln. Die Ergebnisse werden ausgewertet und detailliert dargestellt. In einem weiteren Schritt werden die Ergebnisse der Berechnungen dahingehend untersucht, dass mittels Fehlerfortpflanzungsgesetz ein Rechensystem entwickelt wurde, welches die Gesamtstreuungen des Faserbetons ohne aufw{\"a}ndige, rechenintensive Untersuchungen beschreibt. Abschlie{\ss}end folgen eine Zusammenfassung und ein Ausblick auf weiterf{\"u}hrende Untersuchungen.",

keywords = "Stahlfaserbeton, Statistik, Modellbildung, Zugtragverhalten, Steel fiber reinforced concrete, Statistical Analysis, Modelling & Simulation, Tensile behaviour",

author = "Michael Mayer",

year = "2014",

language = "deutsch",

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TY - GEN

T1 - Ein Modell zur Bestimmung der Streuungen im Nachrisszugtragverhalten von Faserbeton

AU - Mayer, Michael

PY - 2014

Y1 - 2014

N2 - Faserbeton ist ein Baustoff, dessen Anwendungen aufgrund der großen Streuungen im Tragverhalten noch begrenzt sind. Das Einsatzgebiet des Faserbetons erstreckt sich derzeit von Fundamentplatten über Fertigteile bis hin zum Tunnelbau. Das Hauptanwendungsgebiet stellen derzeit allerdings Industriefußböden dar. Die großen Streuungen in den Materialkennwerten erschweren die Anwendung von Faserbeton insbesondere für Bauteile mit nennenswerten Beanspruchungen. Um die Streuungen im Tragverhalten von Faserbeton reduzieren zu können, ist es notwendig, die Parameter, welche den größten Einfluss auf die Streuungen ausüben, festzustellen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Erstellung eines Modells zur Quantifizierung der streuungswirksamen Einflüsse. Die zur Erstellung eines Modells notwendigen Grundlagen werden zu Beginn beschrieben. Das vorgestellte Modell, welches in MATLAB implementiert wurde, ermöglicht es, den Einfluss unterschiedlicher Streuungsparameter unabhängig voneinander zu quantifizieren. Weiters können auch die Überlagerungen der einzelnen Einflüsse simuliert werden. Die Verifizierung der Leistungsfähigkeit des Modells erfolgt durch Vergleiche mit an der TU Graz durchgeführten Versuchen. Nach der Verifizierung des Modells wurde eine Parameterstudie durchgeführt, um die einzelnen Streuungseinflüsse aufzuschlüsseln. Die Ergebnisse werden ausgewertet und detailliert dargestellt. In einem weiteren Schritt werden die Ergebnisse der Berechnungen dahingehend untersucht, dass mittels Fehlerfortpflanzungsgesetz ein Rechensystem entwickelt wurde, welches die Gesamtstreuungen des Faserbetons ohne aufwändige, rechenintensive Untersuchungen beschreibt. Abschließend folgen eine Zusammenfassung und ein Ausblick auf weiterführende Untersuchungen.

AB - Faserbeton ist ein Baustoff, dessen Anwendungen aufgrund der großen Streuungen im Tragverhalten noch begrenzt sind. Das Einsatzgebiet des Faserbetons erstreckt sich derzeit von Fundamentplatten über Fertigteile bis hin zum Tunnelbau. Das Hauptanwendungsgebiet stellen derzeit allerdings Industriefußböden dar. Die großen Streuungen in den Materialkennwerten erschweren die Anwendung von Faserbeton insbesondere für Bauteile mit nennenswerten Beanspruchungen. Um die Streuungen im Tragverhalten von Faserbeton reduzieren zu können, ist es notwendig, die Parameter, welche den größten Einfluss auf die Streuungen ausüben, festzustellen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Erstellung eines Modells zur Quantifizierung der streuungswirksamen Einflüsse. Die zur Erstellung eines Modells notwendigen Grundlagen werden zu Beginn beschrieben. Das vorgestellte Modell, welches in MATLAB implementiert wurde, ermöglicht es, den Einfluss unterschiedlicher Streuungsparameter unabhängig voneinander zu quantifizieren. Weiters können auch die Überlagerungen der einzelnen Einflüsse simuliert werden. Die Verifizierung der Leistungsfähigkeit des Modells erfolgt durch Vergleiche mit an der TU Graz durchgeführten Versuchen. Nach der Verifizierung des Modells wurde eine Parameterstudie durchgeführt, um die einzelnen Streuungseinflüsse aufzuschlüsseln. Die Ergebnisse werden ausgewertet und detailliert dargestellt. In einem weiteren Schritt werden die Ergebnisse der Berechnungen dahingehend untersucht, dass mittels Fehlerfortpflanzungsgesetz ein Rechensystem entwickelt wurde, welches die Gesamtstreuungen des Faserbetons ohne aufwändige, rechenintensive Untersuchungen beschreibt. Abschließend folgen eine Zusammenfassung und ein Ausblick auf weiterführende Untersuchungen.

KW - Stahlfaserbeton

KW - Statistik

KW - Modellbildung

KW - Zugtragverhalten

KW - Steel fiber reinforced concrete

KW - Statistical Analysis

KW - Modelling & Simulation

KW - Tensile behaviour

M3 - Masterarbeit

ER -

Ein Modell zur Bestimmung der Streuungen im Nachrisszugtragverhalten von Faserbeton

Abstract

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