Jan Kaschube

Jan Kaschube, M.Sc.

Beethovenstraße 51

38106 Braunschweig

Telefon: 0531/391-3674

Forschungsvorhaben:

Modellierung von Stahlbeton mit der diskreten Element Methode

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, ein diskretes Element Modell für Stahlbeton zu entwickeln, welches das Tragverhalten des Stahlbetons und die hierbei charakteristische Rissbildung beschreibt.

Für den wirtschaftlichen Einsatz von Stahlbetonbauteilen ist das Auftreten von Rissen im Beton unumgänglich, da die Bewehrung erst mit der Rissbildung die ihr zugeordneten Zugkräfte aufnimmt. Diese Risse können jedoch, je nach Rissbreite und Rissart, den Korrosionsschutz der Bewehrung und damit die Lebensdauer des Stahlbetonbauteils reduzieren. Das auftretende Rissbild ist von vielen Parametern abhängig, beispielhaft sind hier die Lasten, Bewehrungsanordnung, Betoneigenschaften und die Verbundwirkung zu nennen. Letztere wird auch von der Verarbeitung des Betons beeinflusst.

Mit der diskreten Element Methode ist es möglich, dass Tragverhalten von Stahlbeton und die Entstehung von Rissen für verschiedene Ausprägungen der zuvor genannten Parameter zu beschreiben und die auftretenden Risse zu simulieren. Mit den abgeschlossenen bzw. laufenden Forschungsvorhaben innerhalb des Graduiertenkollegs 2075 von Herrn Ockelmann und Herrn Flack, ist bereits ein Modell zur Beschreibung des Betons vorhanden. Der Beton wird aus Festkörperartikeln aufgebaut welche als Gesteinskörnung verstanden werden. Diese Partikel sind über Feder-Dämpfer-Systeme und eine Bruchbedingung verbunden, welche an das makroskopische Verhalten des Betons angepasst sind. Dieses Modell ist hinsichtlich der Anwendung für Stahlbeton zu erweitern. Außerdem ist ein Modell für die Beschreibung der Bewehrung und der Verbundwirkung zu entwickeln. Ausgehend vom mechanischen Modell besteht die Möglichkeit verschiedene Transportprozesse zu ergänzen.

Weiterführende Literatur:

  • F. Ockelmann. Modellierung und numerische Analyse von Beton sowie faserverstärktem Ultrahochleistungsbeton mit der Diskrete Elemente Methode. Diss. 2018.
  • C. Flack and D. Dinkler. Mehrfeldmodellierung von Beton mit der Diskrete Elemente Methode. In: Schneider J., Kiziltoprak N. (eds) Forschungskolloquium 2018 Grasellenbach. Springer Vieweg, Wiesbaden, 2018.