Multilevel modeling of fiber-reinforced concrete and application to numerical simulations of tunnel lining segments

Abstract

Für faserverstärkte Betonstrukturen wird ein numerisches Mehrebenen-Modell entwickelt, mit dem die Einflüsse verschiedener Entwurfsparameter, ausgehend von der Ebene der Einzelfaser bis zur Bauteilebene, untersucht werden können. Das Mehrebenen-Modell besteht auf der untersten Ebene aus einem analytischen Modell für die Beschreibung des Auszugsverhaltens von Stahlfasern mit und ohne Endhaken und beliebigen Faserorientierungen. Daraus werden Rissüberbrückungsmodelle insbesondere für anisotrope Faserorientierungen abgeleitet. Für numerische Strukturanalysen von Faserbetonbauteilen wird das Rissüberbrückungsmodell in eine Interface-Element-Formulierung auf Basis der Finite-Elemente-Methode überführt. Auf Basis dieses Mehrebenen-Ansatzes wird das Tragverhalten von Faserbetontübbings simuliert und das Rissverhalten unter Biege- und Längsbeanspruchungen, insbesondere durch die hydraulischen Vortriebspressen, numerisch analysiert

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