Überspannungskonzept zur Modellierung von duktil-spröden Deformationsprozessen in Stahlbeton

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In dieser Arbeit wird ein zeitabhängigen Plastizitäts-Schädigungsmodell auf der Grundlage der Dissipationsgleichung vorgestellt. Bei der kinematischen und thermodynamischen Betrachtung erfolgt die konsequente Aufteilung in Plastizität und Schädigung mit Hilfe einer Verteilungsfunktion. Die beiden inelastischen Phänomene werden in Abhängigkeit von einer Überspannung beschrieben. Durch den additiven Aufbau des inelastischen Potentials werden die unterschiedlichen Versagensmechanismen im Zug-, Druck- und in gemischten Bereich erfaßt. Die vorgestellte Konstruktion berücksichtigt das kontraktant-dilatante Verhalten in der Druckzone, die anisotrope Rissbildung in der Zugzone und einen Öffnen-Schließen-Mechanismus bei den Rissen. Die Wahl der Überspannungsfunktion ermöglicht die Tragwerksanalyse bei den transienten dynamischen Belastungen wie Erdbeben oder Explosionen. Die numerische Umsetzung des Modells erfolgt im Rahmen einer symmetrischen gemischt-hybriden FE-Formulierung mit 8-Knoten Volumenelementen. Die zeitabhängige Formulierung bietet eine effiziente numerische Lösung für Materialien mit Entfestigung und nichtassoziierter Fließregel. Die Verifizierung des entwickelten Konzepts erfolgt anhand von Beispielen.