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Bauingenieur - Ausgabe 11-2019, S. 451-460

Bestimmung der zentrischen Nachrisszugfestigkeit von Stahlfaserbetonen aus Biegezugversuchen unter Anwendung von B-Splines

Grundlage realitätsnaher numerischer Berechnungen ist die Kenntnis des Betontragverhaltens unter einaxialer Druck- und Zugbeanspruchung. Insbesondere das Verhalten unter Zugbeanspruchung ist bei Stahlfaserbetonen gegenüber unbewehrtem Beton aufgrund seiner ausgeprägten Nachrisszugfestigkeit von besonderer Bedeutung. Im vorliegenden Beitrag wird ein Algorithmus zur Ermittlung der zentrischen Zugspannungs-Rissöffnungs-Beziehung von Stahlfaserbeton vorgestellt. Als Eingangswert dient eine aus Biegezugversuchen erhaltene Kraft-Rissöffnungs-Kurve. Im Rahmen einer inversen Analyse wird das Zugtragverhalten unter Anwendung von B-Splines bestimmt, die aufgrund der variablen Kombination der Kontrollpunktanzahl und des Polynomgrades eine hohe Approximationsgüte ermöglichen. Beispielhaft wird anschließend der entwickelte Algorithmus durch numerische Nachrechnungen von experimentell durchgeführten, gekerbten 3-Punkt-Biegezugversuchen aus Stahlfaserbetonen mit unter- und überkritischen Nachrisstragverhalten validiert. Mit der gewonnenen konstitutiven Beziehung kann eine sehr gute Übereinstimmung zwischen simuliertem und experimentell beobachtetem Betontragverhalten gezeigt werden.

Derivation of the centric tensile stress-crack width relationship of steel fiber reinforced concrete from flexural tensile tests using B-Splines

The basis of correct numerical simulations is the knowledge of the material behavior under uniaxial compressive and tensile loading. In particular, the behavior under tensile stresses is of importance for steel fiber reinforced concrete due to its post cracking tensile strength. This paper presents an algorithm to determine the centric tensile stress-crack-width relationship of steel fiber reinforced concrete. The input data is a load-crack-width curve obtained from flexural tensile tests. Within the context of an inverse analysis, the tensile behavior is determined using B-Splines, which allow for high approximation quality due to the variable combination of the number of control points and the polynomial degree. Based on the results obtained from inverse analysis, numerical simulations of deflection-softening and -hardening notched 3-point flexural tensile tests on steel fiber reinforced concretes are carried out, the results of which are compared against the experimental results. With the obtained constitutive relationship, a very good agreement between simulated and experimentally observed concrete structural behavior is shown.

Autor(en):
D. Auer, J. Landler

Der vollständige Beitrag ist erschienen in:
Bauingenieur 11-2019, Seite 451-460
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