Zeitabhängiges Schädigung-Plastizitätsmodell für Stahlbeton in einer gemischt-hybriden FE-Formulierung bei quasistatischer Beanspruchung

Das physikalisch nichtlineare Tragverhalten von Konstruktionen aus Stahlbeton wird erneut untersucht. Die Beschreibung des duktilen Verhaltens des Betons ist mit der Theorie der Viskoplastizität von Überspannungstyp möglich. Allerdings ist damit das materialspezifische Verhalten nicht ausreichend wiedergegeben, da bei der Formulierung die stetig abfallend Betonfestigkeit im Querschnitt nach Erreichen des maximalen Grenzwert bei immer wachsenden und bleibenden Gesamtdehnungen, oder die ständig irreversible Steifigkeitabminderung des Betonquerschnitts durch lokalisierte Schädigungsverhalten, verursacht durch lokale auftretende Rißbildungen und Hohlräume im Material nicht beschrieben sind. Daher ist eine Kopplung der Theorie der Viskoplastizität mit der der Kontinuumsschädigung notwendig, um das von der Belastungsgeschwindigkeit abhängige nichtlineare Verhalten von Beton unter verschiedenen Beanspruchungen wirklichkeitsnah zu beschreiben. Die zeitkontinuierliche Formulierung von Verträglichkeitsbedingungen unter Berücksichtigung der durch die Schädigung bleibenden Dehnungsgeschwindigkeiten, und die Formutierun- von inelastischen Werkstoffgleichungen bilden den Kein dieser Arbeit. Das Gleichgewicht bleibt stets erhalten. Die theoretischen Ansätze und Algorithmen sind für den allgemeinen Fall des dreidimensionalen materiellen Kontinuums entwickelt. Die numerische Anwendung reduziert sich auf das finite zweidimensionale Faltwerks- und eindimensionale Balkenelement aus Stahlbeton. Für die konkreten Berechnungen wird die Methode gemischthybrider Finite-Elemente (FEM) angewendet. Anwendungsbeispiele werden vorgestellt und mit Versuchsergebnissen verglichen.