Versuchsentwicklung für biaxiale und multiaxiale Beanspruchungen

Abstract

In der Baupraxis ist es von besonderer Wichtigkeit das realitätsnahe Verhalten von Bautei-len unter mehraxialen Beanspruchungen zu kennen. Im Ingenieurwesen wird dadurch eine sichere, wirtschaftliche und sinnvolle Bemessung von Tragwerken ermöglicht. Seit Jahrzehnten beschäftigen sich diverse Forschungsarbeiten mit der Ermittlung von mechanischen Kennwerten des Betons. Die normierten Festigkeitswerte von gängigen Baustoffen sind meistens durch die Analyse von uniaxial beanspruchten Proben festgelegt worden, welche nur eine ungefähre Darstellung des realen Verhaltens ergeben. Der Stand des Wissens liefert uns Forschungsergebnisse von den Festigkeitswerten und von bruch-mechanischen Eigenschaften des Betons unter mehraxialen Beanspruchungen. Das Verhal-ten des Betons wurde bisher am wenigsten auf biaxiale Zug-Zug bzw. auf triaxiale Zug-Zug-Druck Beanspruchungen untersucht, dadurch stehen diese mechanischen Eigenschaf-ten nur begrenzt zur Verfügung. Der erste Abschnitt der vorliegenden Diplomarbeit befasst sich mit den bisherigen Unter-suchungsmethoden und Versuchsergebnissen im Bereich der uniaxialen und mehraxialen Beanspruchungen. Weiterhin werden die theoretischen Grundlagen der Bruchmechanik erläutert. In der zweiten Hälfte der Arbeit werden die Grundlagen, Variantenstudie und Vorplanung für ein Forschungsprojekt des Instituts für Hochbau und Technologie an der Technischen Universität Wien erarbeitet. Im Rahmen dieses Projektes soll eine neue Prüf-vorrichtung für biaxiale und triaxiale Versuche entwickelt werden.

In building practice it is of particular importance to know the realistic behavior of structural components under multiaxial mechanical load. In engineering this enables a secure, economic and sensible design of the structure. For decades researchers have been focusing on the determination of the mechanical param-eters of concrete. The standardized strength values of commonly used building materials were usually determined by analyzing uniaxially loaded specimens which results only in an approximate representation of the actual behavior. Current knowledge provides us with research findings from strength values and fracture mechanical properties of concrete under multiaxial loads. Up until now the behavior of concrete under biaxial tension-tension and triaxial tension-tension-compression loads has been the least-examined aspect, therefore these mechanical properties are only available to a limited extent. The first half of the present thesis is concerned with the preliminary methods of investiga-tion and experimental results in the area of uniaxial and multiaxial loads. In addition, the theoretical basics of fracture mechanics will be explained in more detail. The second half of this thesis elaborates on the basics, the study of variants and preliminary planning for a research project at the Institute of Building Construction and Technology, Vienna Univer-sity of Technology. In the course of this project, a new test device for biaxial and triaxial experiments will be developed.