Last-Verformungsverhalten von Mauerwerk im ebenen Spannungszustand

Abstract

Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, ein Materialmodell für quasi-statisch monoton beanspruchte Mauerwerksscheiben im ebenen Spannungszustand zu entwickeln und in die nichtlineare Finite-Elemente- (NLFE-) Methode zu implementieren. Der erste Teil der Arbeit umfasst eine Darstellung des Kenntnisstands von eben beanspruchten Mauerwerksscheiben. Es wird das grundlegende Tragverhalten dargestellt, die experimentellen Untersuchungsmethoden aufgezeigt und die numerische Modellbildung erörtert. Bestehende NLFE-Modelle aus der Literatur werden vorgestellt und kritisch hinterfragt. Es wird die in dieser Arbeit verwendete numerische Simulationsstrategie beschrieben und auf die zentralen Aspekte der mechanischen Formulierung von allgemein beanspruchten Flächenelementen eingegangen. Im Hauptteil der Arbeit wird das entwickelte Materialmodell für Mauerwerksscheiben vorgestellt und dessen numerische Umsetzung im Rahmen der NLFE-Methode erläutert. Die Verifikation des NLFE-Modells erfolgt anhand der Nachrechnung von publizierten Bauteilversuchen. Zudem wird das entwickelte Materialmodell für Mauerwerksscheiben mit einem bestehenden Materialmodell für Stahlbetonbauteile verknüpft und in die NLFE-Methode implementiert. Das Materialmodell für die Stahlbetonbauteile wird erörtert sowie Versuche an Mischtragwerken aus Stahlbetonbauteilen und Mauerwerksscheiben nachgerechnet. Die Zusammenfassung, die Schlussfolgerungen und der Ausblick runden die Arbeit ab.