Optimierung der Querkraft-Normalkrafttragfähigkeit von Spannbetonfertigteilen, MONPAQS

Für eine exakte Beschreibung des Tragverhaltens von Spannbetonfertigteilen unter Querkraftbeanspruchung werden in dieser Forschungsarbeit optimierte Monitoring-Systeme bereits bei der Herstellung von Spannbetonfertigteilen eingesetzt. Das Monitoring wird in dieser Arbeit für die systematische Erfassung, Beobachtung und Überwachung der mechanischen Effekte während der Produktion und den Prozessen des anfänglichen Abbindens und des Vorspannens optimiert. Es werden komplexe Prozesse wie die Übertragung der Vorspannung und die damit verbundene Spannungsverteilung, das zeitabhängige Verhalten des Betons aufgrund der frühen Belastung sowie Auswirkungen der Überlagerung der Spannungsfelder aus Normalkraft (Vorspannung) und Querkraft (Eigengewicht) etc. vor allem im Bereich der Lasteinleitung erfasst. Die Konzeption der Monitoring-Systeme erfolgt auch unter dem Aspekt der Möglichkeit der Zuverlässigkeits- und Lebensdauerbewertung durch den neu ermöglichten Zugang zur Strukturperformance. Einflüsse auf das Fertigteil und Auswirkungen auf Bauteileigenschaften können bereits bei der Herstellung, Lagerung, Transport und Manipulation festgestellt, analysiert und in Bezug auf normspezifische Grenzzustände definiert werden. Begleitend zu Bauteilversuchen wird im zunehmenden Maße für vertiefende Analysen auf numerische Simulationsmodelle zurückge-griffen. Auf Basis der Messdaten aus dem optimierten Monitoring ist es u.a. das Ziel, die numerischen Simulationsmodelle zu verifizieren und zu validieren. Des Weiteren wird in dieser Forschungsarbeit durch eine definierte Parametrierung ausgewählter Systemannahmen und durch eine Ver-knüpfung der Modell-Parameter mit den Messdaten aus dem Monitoring eine Modellkalibrierung der Querkrafttragfähigkeit von Spannbetonfertigteilen im frühfesten und normalfesten Zustand mittels Optimierungsverfahren angestrebt [1]. Neben den nichtlinearen numerischen Parameterstudien zur realitätsnahen Abbildung der Querkrafttragfähigkeit unter Querkraft-Normalkraft-Momenten Interaktion bei Spannbetonfertigteilen werden probabilistische Simulationstechniken zur Erfassung der epistemischen und aleatorischen Unsicherheiten in der Material- Geometrie und den sonstigen Eigenschaften eingesetzt. Unter anderem erfolgt die Bewertung auf Grundlage probabilistischer Zuverlässigkeitskonzepte und auf Basis von Sensitivitäts- und Korrelationsstudien. Für diese Studien werden u.a. zur Inkludierung von Monitoring-Informationen Modellkorrekturverfahren nach EN 1990 Anhang D herangezogen. [1] CHELLINI, G., DE ROECK, G., NARDINI, L., SALVATORE, W. (2010): “DAMAGE ANALYSIS OF A STEEL-CONCRETE COMPOSITE FRAME BY FINITE ELEMENT MODEL UPDATING”, JOURNAL OF CONSTRUCTIONAL STEEL RESEARCH, ELSEVIER, S. 348–411.