Numerische Analyse der Tragfähigkeit von Stahlbetonbauteilen im Brandfall

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dieter Dinkler
• Fachliche Zuordnung: Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik ; Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 242418550

Der Nachweis der Standsicherheit von Stahlbetonbauteilen im Brandfall erfolgt heute in der Regel auf der Grundlage von experimentellen Untersuchungen. Als Ergebnis wird die Feuerwiderstandsdauer mit F30 etc. zertifiziert.Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Modells, mit dem die numerische Simulation der Entwick-lung der Tragfähigkeit von Stahlbetonbauteilen im Brandfall möglich ist.Die numerische Analyse des Tragverhaltens von Stahlbetonbauteilen im Brandfall ist sehr komplex, da die Mechanik und die Chemie der Baustoffe mit der Wärmeleitung und den Transportprozessen für Wasser sowie dem Phasenübergang zu Wasserdampf im Porenraum des Betons modelliert und mit-einander verknüpft werden müssen. Dies führt auf ein Mehrskalen-Problem im Raum- und Zeitbereich, das nur mit fortgeschrittenen numerischen Verfahren gelöst werden kann. Mit den eigenen Vorleistungen stehen bereits aktuelle Modelle für die Beschreibung des Verhaltens von Beton im Brandfall zur Verfügung.Mit den hier beantragten Mitteln soll das Modell um den Einfluss des Bewehrungsstahles und um die Prozesse in der Verbundzone von Bewehrung und Beton erweitert werden. Das Verhalten des Be-wehrungsstahles und der Verbundzone sollen im Rahmen der Kontinuumsschädigungsmechanik mo-delliert werden. Die beschreibenden Gleichungen werden mit der Finite Elemente Methode diskretisiert und gelöst, sodass mit dem Gesamtmodell die Entwicklung der Tragfähigkeit von Stahlbetonbauteilen im Brandfall numerisch untersucht werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen