Zeitabhängiges Schädigung-Plastizitätsmodell für Stahlbeton in einer gemischt-hybriden FE-Formulierung bei quasistatischer Beanspruchung

Das physikalisch nichtlineare Tragverhalten von Stahlbetonkonstruktionen wird erneut untersucht. Die Beschreibung des duktilen Verhaltens des Betons erfolgt durch die Theorie der Viskoplastizität von Überspannungstyp. Diese Theorie erfasst jedoch nicht ausreichend das materialspezifische Verhalten, da sie die stetig abfallende Betonfestigkeit im Querschnitt nach Erreichen des maximalen Grenzwerts und die irreversible Steifigkeitsabnahme durch lokalisierte Schädigungen, wie Rissbildungen und Hohlräume, nicht berücksichtigt. Daher ist eine Kombination der Viskoplastizitätstheorie mit der Kontinuumsschädigung erforderlich, um das von der Belastungsgeschwindigkeit abhängige nichtlineare Verhalten von Beton unter verschiedenen Beanspruchungen realistisch zu beschreiben. Die zeitkontinuierliche Formulierung von Verträglichkeitsbedingungen unter Berücksichtigung der durch Schädigung verursachten bleibenden Dehnungsgeschwindigkeiten sowie die Formulierung von inelastischen Werkstoffgleichungen bilden den Kern dieser Arbeit. Das Gleichgewicht bleibt stets erhalten. Die theoretischen Ansätze und Algorithmen sind für das dreidimensionale materielle Kontinuum entwickelt. Die numerische Anwendung konzentriert sich auf das finite zweidimensionale Faltwerk und eindimensionale Balkenelemente aus Stahlbeton. Für die Berechnungen wird die Methode gemischthybrider Finite-Elemente (FEM) verwendet. Anwendungsbeispiele werden präsentiert und mit Ve