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Bewertung gekoppelter Partialmodelle zur Beurteilung von Zwangsbeanspruchungen in Stahlbeton- und Spannbeton Konstruktionen

Schwerpunkt dieser Forschungsarbeit liegt in der Bewertung gekoppelter Partialmodelle zur Beurteilung von Zwangschnittgrößen in Stahlbeton- und Spannbetontragwerken. Zur Beurteilung dieser Schnittgrößen sind verschiedenste Partialmodelle im Bereich der Material-, Last-, Bodenmodellierung anzuwenden und zu koppeln. Die Auswirkung der Partialmodellkopplungen auf die Strukturantwort soll quantitativ bewertet werden.

Die Zielsetzung dieser Arbeit ist es, den Einfluss verschiedenster Partialmodelle auf Beanspruchungen infolge kombinierter Zwang- und Lastbeanspruchung in Stahlbeton und Spannbeton Tragwerken zu bewerten. Zur numerischen Simulation eines Tragwerkes stehen dem Bauingenieur dabei verschiedenste Modelle in unterschiedlichen Ebenen (Partialmodelle) zur Verfügung. Diese Arbeit soll untersuchen, inwieweit (quantitativ) Partialmodelle und Partialmodellkombinationen (Kopplung von Partialmodellen) den Beanspruchungszustand des Tragwerkes beeinflussen.

Für die Beurteilung der Beanspruchung eines Stahlbeton- und Spannbetontragwerkes haben zahlreiche Partialmodelle einen Einfluss.

Zu nennen sind u.a.:  

-        auf physikalischer Ebene:
    -       Beschreibung des Materialverhaltens Beton, Betonstahl und
            Spannstahl
    -       Mitwirkung von Beton auf Zug (Tension-Stiffening)
    -       Kurz- und Langzeittragverhalten
    -       Wirkungsbereich der Bewehrung
    -       Berücksichtigung der Vorspannwirkung
    -       Baugrundmodellierung

-        auf Ebene der Einwirkungen:
    -       innere Zwangbeanspruchung
        -       Schwinden in Interaktion mit Kriechen
        -       behinderte Dehnungen
    -       äußere Zwangbeanspruchung
        -       Temperatur
        -       Auflagerverschiebungen oder -verdrehungen
        -       Systemänderungen

In der Forschungsarbeit soll der Einfluss der genannten Partialmodelle und Partialmodellkopplungen, auf die Größe von Zwangbeanspruchungen untersucht und bewertet werden.

Tutors

Prof. Dr. Guido Morgenthal
Bauhaus-Universität Weimar
Department of Concrete Structures and Bridge Engineering
Weimar, Germany

Prof. Ph.D. Dong Xu
Tongji University
Department of Bridge Engineering
Shanghai, China

Zeitschriftenartikel

2014

H. Keitel, B. Jung, H.B. Motra, H. Stutz,
Quality assessment of coupled partial models considering soil–structure
coupling
,
Engineering Structures 59 (2) (2014) 565–573.

2013

C. Liu, D. Xu, B. Jung, G. Morgenthal,
Reinforcement design for the anchorage of externally prestressed bridges with „tensile stress region“,
Computers and Concrete 11 (5) (2013) 383-397.

B. Jung, G. Morgenthal, D. Xu,
Integral bridges: sensitivity of limit state modelling,
Bautechnik - Sonderdruck “Modellqualitäten” 90 (2013) 32-40.

H. Keitel, H. Stutz, B. Jung, H.B. Motra,
Prognosequalität eines Gesamtmodells – Einfluss verschiedener Kopplungsszenarien auf die Interaktion Struktur - Boden,
Bautechnik - Sonderdruck “Modellqualitäten” 90 (2013) 19-25.

Konferenzbeiträge

2012

B. Jung, H. Stutz, G. Morgenthal, F. Wuttke
Uncertainty Analysis of stiffness prediction for pile group models
10th International Probabilistic Workshop
Stuttgart, 15-16 November 2012
ISBN 978-3-921837-67-2.

B. Jung, G. Morgenthal
Assessment of Coupled Numerical Models applied to semi-integral bridge
18th Congress of IABSE "Innovative Infrastructures - Toward Human Urbanismn"
Seoul, 19-21 September 2012
ISBN 978-3-85748-127-7. 

B. Jung, G. Morgenthal
Global model quality evaluation of coupled partial models for
restraint effects in reinforced and prestressed concrete structures

The 9th fib International PhD Symposium in Civil Engineering
Karlsruhe, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), 22-25 July 2012
ISBN 978-3-86644-858-2. 

B. Jung, G. Morgenthal
Assessment of integral bridges using quantitative model evaluation
19th International Conference on the Application of Computer Science and Mathematics in Architecture and Civil Engineering
Weimar, Bauhaus-Universität Weimar, 04-06 July 2012
ISSN 1611-4086.

B. Jung, G. Morgenthal
Uncertainty analysis of tension stiffening approaches in reinforced concrete
structures for the model quality evaluation

fib Symposium Stockholm 2012 "Concrete Structures for Sustainable Community''
Stockholm, KTH Royal Institute of Technology, 11-14 June 2012
ISBN 978-91-980098-1-1.              


2011

B. Jung, H.-G. Timmler, G. Morgenthal, H. Schröter
Restraint Effects in Reinforced and Prestressed Concrete Structures
IABSE-IASS Symposium "Taller, Longer, Lighter - Meeting growing demand with limited resources"
London, 20-23 September 2011
ISBN 978-0-7079-7122-3.