Numerische Modellierung von Mauerwerk mit diskreten Elementen auf Basis experimenteller Methoden

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Kai-Uwe Bletzinger
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 32031578

Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines robusten Diskretisierungsverfahrens zur numerischen Modellierung von Tragwerken aus Mauerwerk. Dabei sollen die charakteristischen Eigenschaften von Mauerwerk und deren Auswirkungen auf das Tragverhalten entsprechend des im Versuch beobachteten Trag- und Verformungsverhaltens abgebildet werden. Bisher wurde dieses Ziel meistens durch unterschiedliche nichtlineare Materialgesetze der einzelnen Baustoffe bzw. des Komposit Baustoffs Mauerwerk, z.B. auf der Basis von kontinuumsmechanischen Plastizitäts- oder Schädigungsmodellen, in der Regel in Kombination mit der Methode der Finiten Elemente, verfolgt. Im beantragten Projekt wird dagegen die Idee umgesetzt, aus dem in Versuchen und numerischen Berechnungen beobachteten Verhalten von Mauerwerksstrukturen direkt ein diskretes Modell herzuleiten. An die Stelle nichtlinearer Materialgesetze tritt ein diskretes Strukturgesetz. Die mathematischen Ableitungen dieser Strukturbeziehung erfolgen auf Basis geeigneter Experimente. Anschließend fließen diese ermittelten Strukturgesetze in neu zu entwickelnde Strukturmodelle ein. Der technologische Aufbau der Methode zur Lösung der numerischen Problemstellung lehnt sich an die Methode der Finiten Elemente an, so dass eine einfache Implementierung in bestehende Programme und Verknüpfung mit anderen Programmteilen eine problemlose praktische Anwendung gewährleistet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen