Untersuchungen zur Ermüdungsfestigkeit von Betonstahl und Spannstahl im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich mit sehr hohen Lastwechselzahlen

Heeke, Guido

Untersuchungen zur Ermüdungsfestigkeit von Betonstahl und Spannstahl im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich mit sehr hohen Lastwechselzahlen

dc.contributor.advisor	Maurer, Reinhard
dc.contributor.author	Heeke, Guido
dc.contributor.referee	Zilch, Konrad
dc.contributor.referee	Block, Klaus
dc.date.accepted	2016-02-04
dc.date.accessioned	2016-03-07T07:38:11Z
dc.date.available	2016-03-07T07:38:11Z
dc.date.issued	2016
dc.description.abstract	Die Arbeit befasst sich mit zyklischen Einwirkungen auf Bauteile und Tragwerke, wodurch es zu einem Versagen infolge Materialermüdung auch deutlich unterhalb der statischen Materialfestigkeit kommen kann. Die damit im Zusammenhang stehenden Fragestellungen sind derzeit von großer Aktualität, da z.B. bestehende ältere Stahlbeton- und Spannbetonbrücken für extrem große Lastwechselzahlen beurteilt bzw. ausgelegt werden müssen. Brücken können beispielsweise während einer Nutzungsdauer von 100 Jahren durch den Verkehr bis zu 10^8 Lastwechsel infolge einer solchen zyklischen Belastung erfahren Oftmals können allerdings die Erkenntnisse aus Materialversuchen nicht auf die Gesamtsysteme unserer Bauwerke übertragen werden, da hier zahlreiche Einflussfaktoren aufeinander treffen. Aussagekräftige Ermüdungsversuche sind zudem sehr zeit- und kostenintensiv, wodurch oftmals detaillierte Erkenntnisse aus Großversuchen im Bereich kleiner Schwingbreiten fehlen. Zuerst erfolgt eine umfangreiche Literaturrecherche gut dokumentierter älterer Ermüdungsversuche mit Beton- und Spannstahl. Diese recherchierten Versuchsergebnisse zeigen, dass die Ermüdungsfestigkeit der historischer Stähle mit den charakteristischen Ermüdungsfestigkeitskurven nach aktuell gültiger Norm für den Betonbau DIN EN 1992-1-1/NA bzw. DIN EN 1992-2/NA zutreffend abgebildet werden. Den Schwerpunkt der Arbeit bilden sehr umfangreiche experimentelle Untersuchungen zur Materialermüdung von Betonstahl und Spannstahl, sowohl freischwingend als auch im einbetonierten Zustand, unter sehr hohen Lastwechselzahlen. Dabei wird erstmals der Bereich bis zu 10^8 Lastwechseln für den einbetonierten Spannstahl im Stahlhüllrohr experimentell durch Großversuche erforscht. Bei diesen Versuchen wird sowohl einen alter Spannstahl, der aus einem Abbruchbauwerk einer Brücke aus den 1950er Jahren gewonnen wurde, als auch einen gleichartiger Spannstahl aus einer heutigen Produktion untersucht. Die Ergebnisse dieser Großversuche zeigen im Gegensatz zu den freischwingend getesteten Versuchen, dass selbst unter der geringsten einwirkenden Schwingbreite von Δσ=60MPa noch kein eindeutiges Abknicken zu einer Dauerschwingfestigkeit erkennbar ist. Drahtbrüche treten hier auch unter kleinen Schwingbreiten unterhalb von Δσ=100MPa noch vor Erreichen der charakteristischen Ermüdungsfestigkeitskurve nach DIN EN 1992-1-1/NA bzw. DIN EN 1992-2/NA auf. Daher erfolgt der Vorschlag, den zweiten Steigungsast der charakteristischen Ermüdungsfestigkeitskurve steiler zu wählen. Weiter wird auf Basis der gewonnenen Versuchsdaten mit mathematisch statistischen Methoden ein Prognoseverfahren zur Abschätzung der Lebensdauer der vorgespannten Versuchsbalken für beliebige Spannungsschwingbreiten entwickelt.	de
dc.identifier.isbn	978-3-921823-72-9
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/2003/34824
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.17877/DE290R-16877
dc.language.iso	de	de
dc.publisher	TU Dortmund, Fachbereich Architektur und Bauingenieurwesen	de
dc.relation.ispartofseries	Schriftenreihe Betonbau; 9
dc.subject	Ermüdung	de
dc.subject	Materialermüdung	de
dc.subject	Ermüdungsfestigkeit	de
dc.subject	Spannstahl	de
dc.subject	Betonstahl	de
dc.subject	Beton	de
dc.subject	Prognose	de
dc.subject	Rissbreite	de
dc.subject	Rissweite	de
dc.subject	Schädigungprozess	de
dc.subject	Fatigue	de
dc.subject	Prestressing steel	de
dc.subject	Reinforcing steel	de
dc.subject	Crack width	de
dc.subject.ddc	690
dc.subject.rswk	Dauerschwingfestigkeit	de
dc.subject.rswk	Materialermüdung	de
dc.subject.rswk	Spannstahl	de
dc.subject.rswk	Beton	de
dc.subject.rswk	Riss	de
dc.title	Untersuchungen zur Ermüdungsfestigkeit von Betonstahl und Spannstahl im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich mit sehr hohen Lastwechselzahlen	de
dc.type	Text	de
dc.type.publicationtype	doctoralThesis	de
dcterms.accessRights	open access

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