Ines Kalker

Numerische Simulation von unbewehrten und textilverstärkten Mauerwerksscheiben unter zyklischer Belastung

1. Auflage

206 Seiten

Paperback

Reihe : Baustatik

Bandnummer : 7/1

ISBN : 978-3-86130-118-9

58,00 

Artikelnummer: 978-3-86130-118-9 Kategorie:

Seit Jahrtausenden errichtet der Mensch Bauwerke zum Schutz
vor Einwirkungen der Natur. Dabei entwickelte sich früh die wohl einfachste Art
des Bauens: mehr oder minder bearbeitete Steine werden aufeinander geschichtet,
Mörtel, Lehm oder ein anderes Bindemittel, das zwischen die Steine eingebracht
wird, hält sie in ihrer Position und stellt die Kraftweiterleitung in den
Baugrund sicher. Nahezu alle historischen Bauten in den verschiedensten Ländern
der Welt wurden auf diese Art und Weise errichtet. Zweifelsfrei hat sich der
Mauerwerksbau über die Jahrhunderte immer weiter entwickelt, so dass durch Optimierung
der Steinform, der Steinart, des verwendeten Bindemittels und vieler anderer Faktoren
heute große Festigkeiten erreicht werden können.

Mauerwerk ist auf Grund der guten
Druckfestigkeitseigenschaften vorrangig für die Abtragung vertikaler Lasten
infolge Eigengewicht und Nutzlasten geeignet. Die Aufnahme von
Horizontalkräften ist jedoch aufgrund der geringen Zugfestigkeit stark
eingeschränkt. Besonders problematisch ist die Aufnahme von Horizontalkräften
infolge Erdbeben, da es sich bei Mauerwerk um einen spröden Baustoff mit
geringer Duktilität handelt. Trotz dieser Eigenschaften war und ist Mauerwerk
auf Grund der lokalen Verfügbarkeit und der hervorragenden
Wärmedämmeigenschaften in vielen erdbebengefährdeten Ländern noch immer die
vorherrschende Bauweise.

Eine Möglichkeit, die Kapazität von Mauerwerksbauten unter
Erdbebenbelastung entscheidend zu verbessern, ist die Verstärkung von Mauerwerk
mit flächenhafter textiler Verstärkung. Textile Verstärkungen erhöhen die
Mauerwerkszugfestigkeit und -duktilität, ohne das Mauerwerk mit großem
zusätzlichem Gewicht zu belasten. Ein weiterer Vorteil ist der flexible Einsatz
auf bestehende und neu zu errichtende Mauerwerksbauten. Obwohl die Effektivität
textiler Verstärkungen bekannt ist, existieren bislang keine geeigneten numerischen
Modelle für die Berechnung der Kapazität von textilverstärkten Mauerwerksschubwänden
unter zyklischen und dynamischen Belastungen.

Zielsetzung

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines
numerischen Modells für die Simulation von unbewehrten und textilverstärkten
Mauerwerkscheiben unter zyklischer Belastung. In dem Modell werden die
Mauersteine und die Fugen als homogenes Kontinuum mit anisotropen
Materialeigenschaften betrachtet. Die textile Verstärkung wird unter der Annahme
einer beidseitigen Applikation durch ein spezielles Verbundmodell an das Mauerwerk
angeschlossen, durch welches das Mittragen des Mauerwerks zwischen den Rissen
erfasst wird. Das Modell berücksichtigt die Rissausbreitung durch ein
verschmiertes Rissmodell und kommt aufgrund einer entkoppelten Formulierung die
Hauptachsenrichtungen mit wenigen Eingabeparametern aus. Mit der
Implementierung des Modells in das FEProgrammsystem Ansys [1] steht damit
erstmals ein numerisches Modell für die Simulation textilverstärkter Schubwände
zur Verfügung.

Gewicht 530,00000000 g
Größe 21,0 × 29,7 cm

Ines Kalker