Ersatz Teilersatz von Versuchen durch Finite Elemente Berechnungen im Beton- und Verbundbau - Anforderungen, Bewertungskriterien und Grenzen: Abschlussbericht.
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Abschlussbericht. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Anforderungen und Kriterien zur Beurteilung des Ersatzes oder Teilersatzes von Versuchen durch numerische Methoden im Beton- und Verbundbau. Der erste Schritt umfasst einen Sachstandsbericht, der die Eigenschaften häufig verwendeter Elementtypen und Materialgesetze zur Abbildung des Tragverhaltens der Baustoffe Beton, Baustahl, Betonstahl und des Verbundverhaltens sowie von numerischen Lösungsmethoden zusammenstellt. Im zweiten Schritt werden an Beispielen die erforderlichen Eingangsgrößen und Randbedingungen für numerische Studien erläutert. Hieraus werden typische Anforderungen an experimentelle Untersuchungen abgeleitet, die der Kalibrierung numerischer Modelle dienen. Im dritten Schritt werden an diesen ausgewählten Beispielen geeignete Finite Elemente Modellierungen diskutiert und Kriterien abgeleitet, die numerische Lösungen erfüllen müssen, um Versuche ganz oder teilweise zu ersetzen bzw. Bauteilwiderstände außerhalb eines experimentell abgeprüften Anwendungsbereiches mit ausreichender Genauigkeit vorherzusagen. Als Beispielanwendungen werden Untersuchungen zum Durchstanzen von Flachdecken, zum Tragverhalten von Rahmenecken und Konsolen, zur Berechnung von Traglasten unbewehrter Betonwände, zur Spannkrafteinleitung von Litzen mit sofortigem Verbund sowie zum Tragverhalten von kammerbetonierten Verbundträgern ausgewertet. Diese Problemstellungen beinhalten lokale und globale Betrachtungen des Bauteiltragverhaltens, so dass die jeweils vorgestellte Vorgehensweise grundsätzlich auch auf andere Problemstellungen übertragen werden kann. Zudem existieren zu fast allen Beispielen umfangreiche Versuchsergebnisse oder theoretische Lösungen, die Vergleiche zwischen den numerischen und experimentellen bzw. theoretischen Lösungen ermöglichen. Abschließend wird auf Grundlage der untersuchten Beispiele eine übersichtliche Checkliste erstellt, in der grundsätzliche Anforderungen an numerische Untersuchungen zusammengestellt sind, um Versuche ganz oder teilweise zu ersetzen bzw. Bauteilwiderstände in experimentell nicht abgeprüfte Bereiche zu extrapolieren. Weiterhin werden Hinweise zum Erkennen von Grenzen in der Anwendung numerischer Methoden und zu notwendigen Plausibilitätskontrollen gegeben.

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Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Anforderungen und Kriterien zur Beurteilung des Ersatzes oder Teilersatzes von Versuchen durch numerische Methoden im Beton- und Verbundbau. Der erste Schritt umfasst einen Sachstandsbericht, der die Eigenschaften häufig verwendeter Elementtypen und Materialgesetze zur Abbildung des Tragverhaltens der Baustoffe Beton, Baustahl, Betonstahl und des Verbundverhaltens sowie von numerischen Lösungsmethoden zusammenstellt. Im zweiten Schritt werden an Beispielen die erforderlichen Eingangsgrößen und Randbedingungen für numerische Studien erläutert. Hieraus werden typische Anforderungen an experimentelle Untersuchungen abgeleitet, die der Kalibrierung numerischer Modelle dienen. Im dritten Schritt werden an diesen ausgewählten Beispielen geeignete Finite Elemente Modellierungen diskutiert und Kriterien abgeleitet, die numerische Lösungen erfüllen müssen, um Versuche ganz oder teilweise zu ersetzen bzw. Bauteilwiderstände außerhalb eines experimentell abgeprüften Anwendungsbereiches mit ausreichender Genauigkeit vorherzusagen. Als Beispielanwendungen werden Untersuchungen zum Durchstanzen von Flachdecken, zum Tragverhalten von Rahmenecken und Konsolen, zur Berechnung von Traglasten unbewehrter Betonwände, zur Spannkrafteinleitung von Litzen mit sofortigem Verbund sowie zum Tragverhalten von kammerbetonierten Verbundträgern ausgewertet. Diese Problemstellungen beinhalten lokale und globale Betrachtungen des Bauteiltragverhaltens, so dass die jeweils vorgestellte Vorgehensweise grundsätzlich auch auf andere Problemstellungen übertragen werden kann. Zudem existieren zu fast allen Beispielen umfangreiche Versuchsergebnisse oder theoretische Lösungen, die Vergleiche zwischen den numerischen und experimentellen bzw. theoretischen Lösungen ermöglichen. Abschließend wird auf Grundlage der untersuchten Beispiele eine übersichtliche Checkliste erstellt, in der grundsätzliche Anforderungen an numerische Untersuchungen zusammengestellt sind, um Versuche ganz oder teilweise zu ersetzen bzw. Bauteilwiderstände in experimentell nicht abgeprüfte Bereiche zu extrapolieren. Weiterhin werden Hinweise zum Erkennen von Grenzen in der Anwendung numerischer Methoden und zu notwendigen Plausibilitätskontrollen gegeben.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Anforderungen und Kriterien zur Beurteilung des Ersatzes oder Teilersatzes von Versuchen durch numerische Methoden im Beton- und Verbundbau. Der erste Schritt umfasst einen Sachstandsbericht, der die Eigenschaften häufig verwendeter Elementtypen und Materialgesetze zur Abbildung des Tragverhaltens der Baustoffe Beton, Baustahl, Betonstahl und des Verbundverhaltens sowie von numerischen Lösungsmethoden zusammenstellt. Im zweiten Schritt werden an Beispielen die erforderlichen Eingangsgrößen und Randbedingungen für numerische Studien erläutert. Hieraus werden typische Anforderungen an experimentelle Untersuchungen abgeleitet, die der Kalibrierung numerischer Modelle dienen. Im dritten Schritt werden an diesen ausgewählten Beispielen geeignete Finite Elemente Modellierungen diskutiert und Kriterien abgeleitet, die numerische Lösungen erfüllen müssen, um Versuche ganz oder teilweise zu ersetzen bzw. Bauteilwiderstände außerhalb eines experimentell abgeprüften Anwendungsbereiches mit ausreichender Genauigkeit vorherzusagen. Als Beispielanwendungen werden Untersuchungen zum Durchstanzen von Flachdecken, zum Tragverhalten von Rahmenecken und Konsolen, zur Berechnung von Traglasten unbewehrter Betonwände, zur Spannkrafteinleitung von Litzen mit sofortigem Verbund sowie zum Tragverhalten von kammerbetonierten Verbundträgern ausgewertet. Diese Problemstellungen beinhalten lokale und globale Betrachtungen des Bauteiltragverhaltens, so dass die jeweils vorgestellte Vorgehensweise grundsätzlich auch auf andere Problemstellungen übertragen werden kann. Zudem existieren zu fast allen Beispielen umfangreiche Versuchsergebnisse oder theoretische Lösungen, die Vergleiche zwischen den numerischen und experimentellen bzw. theoretischen Lösungen ermöglichen. Abschließend wird auf Grundlage der untersuchten Beispiele eine übersichtliche Checkliste erstellt, in der grundsätzliche Anforderungen an numerische Untersuchungen zusammengestellt sind, um Versuche ganz oder teilweise zu ersetzen bzw. Bauteilwiderstände in experimentell nicht abgeprüfte Bereiche zu extrapolieren. Weiterhin werden Hinweise zum Erkennen von Grenzen in der Anwendung numerischer Methoden und zu notwendigen Plausibilitätskontrollen gegeben.

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