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Bauingenieur - Ausgabe 06-2002, S. 283

Modellierung und Berechnung von Alterungsprozessen bei Kühlturmschalen aus Stahlbeton

Stahlbeton-Kühlturmschalen unterliegen während ihrer Nutzungsdauer einer Vielzahl von Beanspruchungen, die im Tragwerk ein mit der Zeit zunehmendes Rissbild verursachen können. Die hiermit verbundene Veränderung der Steifigkeitsverteilung, die bei diesen hochgradig statisch unbestimmten Schalentragwerken das Tragverhalten bestimmt, wird bei der üblichen Dimensionierung im Stahlbetonbau nicht berücksichtigt.

Mit der vorgestellten nichtlinearen Vorgehensweise, die mögliche Ent- und Wiederbelastungen in Kombination mit Zwangbeanspruchungen und ungleichmäßiger Befeuchtung der Schalenoberfläche erfasst, gelingt es, die beobachteten Alterungserscheinungen bei Kühlturmschalen qualitativ numerisch zu simulieren. Hieraus lassen sich Modelle ableiten, die es erlauben, das Tragverhalten in den Nachweisen für die Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit und der Tragfähigkeit auch während der Nutzungsdauer des Bauwerkes zu berücksichtigen. Die vorgestellte Vorgehensweise ist auch auf andere Tragwerke aus Stahlbeton anwendbar.

Modelling and analysis of ageing-processes of RC cooling tower shells

In operation, RC cooling tower shells are subjected to a variety of different loadings which might lead to an increase of crack regions with time. For these highly statically indeterminate structures, this change of stiffness due to additional cracks yields a redistribution of internal forces. However, for the design of RC structures this phenomenon is usually neglected.

Observed damage effects for RC cooling towers can be validated numerically by the proposed nonlinear strategy. Hereby, unloading and reloading, constraint forces and moisture gradients are taken into account. Subsequently, models can be derived where the actual load bearing behavior is considered for the service limit state (SLS) and in the ultimate limit state (ULS), during the operation span of the structure. The proposed concept can be applied to other RC structures.

Autor(en):
Rahm, H.; Wittek, U.

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