Analyse des Trag- und Bruchverhaltens von Carbonbetonstrukturen im Rahmen des SFB/TRR 280/Analysis of the load-bearing and fracture behavior of carbon concrete structures as part of the SFB/TRR 280

Abstract

Die Entwicklung neuer leistungsfähiger Materialien sowie der Einsatz von maschinengestützten Fertigungsmethoden eröffnet neue Möglichkeiten im Bereich des Bauens. Der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderte Sonderforschungsbereich/Transregio 280 (SFB/TRR 280) beschäftigt sich mit neuen Konstruktionsstrategien für materialminimierte Carbonbetonstrukturen. Ein Teilbereich dieses Vorhabens, der hier vorgestellt wird, fokussiert sich auf die numerische Analyse des Trag- und Bruchverhaltens von Carbonbetonstrukturen. Eine Methode zur Analyse von Schalenstrukturen aus Carbonbeton wird entwickelt, bei der eine gekoppelte Mehrskalenmethode an die Schalenkinematik angepasst wird. Die Beschreibung der Mesostruktur erfolgt mithilfe von Computertomographie-Daten und der Isogeometrischen Analyse. Das nichtlineare Materialverhalten von Beton wird durch ein Microplane Schädigungsmodell beschrieben. Bei reinem Beton erfolgt die Regularisierung mithilfe der Crack Band Methode. Die Kalibrierung des Modells wird anhand eines Dehnkörperversuchs durchgeführt. Die Analyse des Dehnkörperversuchs mithilfe der vorgestellten Mehrskalenmethode zeigt eine gute Übereinstimmung mit den Versuchsdaten.