Title: An advanced transient concrete model for the determination of restraint in concrete structures subjected to fire and the fire resistance of concrete tunnel sections
Language: English
Authors: Schneider, Martin
Qualification level: Doctoral
Keywords: Brandbeanspruchung; Feuerwiderstand; Tunnelstatik; Betonmodell; Temperaturberechnung; instationäres Kriechen; Zwang; thermische Verformung
fire exposure; fire resistance; structural analysis of tunnels; concrete model; temperature calculation; transien creep; restraint; thermal deformation
Advisor: Schneider, Ulrich
Assisting Advisor: Franssen, Jean-Marc 
Issue Date: 2010
Number of Pages: 186
Qualification level: Doctoral
Abstract: 
Das erweiterte instationäre Betonmodell (ATCM Modell - Advanced Transient Concrete Model) ist ein erweitertes Betonmodell für druckbeanspruchte Bauteile bei hohen Temperaturen, welches elastische und plastische Dehnungen sowie Kriechverformungen als Funktion der Belastungsveränderungen und der Temperatur beinhaltet. Im ATCM Modell ist ein Materialmodell angewendet, welches thermisch induzierte Dehnungen verwendet. Das nichtlineare Modell berücksichtigt die thermische Dehnung, die elastische Dehnung, die plastische Dehnung und die instationären Dehnungen und die Belastungsveränderungen bei der Dimensionierung von Zwängen im Beton unter Brandbeanspruchung. Die mechanische Dehnung wird als eine Funktion aus elastischer Dehnung, plastischer Dehnung und thermisch indizierter Dehnung berechnet. Die thermisch induzierte Dehnung ist relativ unabhängig verglichen zur Abhängigkeit des E-Moduls bei Belastungsveränderungen unter Temperaturbeanspruchung. Die mechanische Dehnung beinhaltet elastische, plastische und instationärer Kriechdehnungen. Die Formeln des ATCM Modells berücksichtigen zahlreiche Ressourcen besonders bei der Berechnung von irreversiblen Temperatureffekten auf verschiedene Materialparameter. Während der Berücksichtigung der Belastungsveränderungen unter Temperaturbeanspruchung erhöht sich die Tragfähigkeit durch eine höhere Steifigkeit des Betons. Mit diesem Modell ist es somit möglich das thermisch-physikalische Verhalten von Betonstrukturen unter extrem hoher Temperaturbeanspruchung über Materialgesetze zu beschreiben.

The advanced transient concrete model (ATCM) is an extended model for concrete in compression at elevated temperature that incorporates elastic, plastic and creep strain as a function of temperature and stress history. The ATCM is applied with the material model of the thermal induced strain model. The non-linear model comprises thermal strain, elastic strain, plastic strain and transient temperature strains and load history modelling of restraint concrete structures subjected to fire. The mechanical strain is calculated as a function of elastic strain, plastic strain and thermal induced strain.
The thermal induced strain is relatively independent compared to dependence of Young's modulus by load history. The mechanical strain comprises elastic, plastic and (pure) transient creep strains. The equations of the ATCM consider a lot of capabilities, especially for considering the irreversible effects of temperature on some material properties. By considering the load history during heating up, an increasing load bearing capacity due to a higher stiffness of concrete may be obtained. With this model, it is possible to apply the thermal-physical behaviour of material laws for calculation of structures under extreme temperature conditions.
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-40186
http://hdl.handle.net/20.500.12708/11606
Library ID: AC07807990
Organisation: E206 - Institut für Hochbau und Technologie 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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