Experimentelle und numerische Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Stahlbetontragwerken unter Berücksichtigung stochastischer Eigenschaften

Ebert, Matthias

Der Zusammenhang zwischen Schädigung und der Veränderung dynamischer und statischer Eigenschaften von Stahlbetonstrukturen wird untersucht. Auf der einen Seite stehen die statischen Lastversuche in Verbindung mit dynamischen Experimenten an Stahlbetonstrukturen (Platten und Balken). Auf der anderen Seite wird für die Balkenstrukturen ein nichtlineares Stochastisches Finite Elemente Modell entwickelt. Dies berücksichtigt zufällige Material- und Festigkeitseigenschaften durch räumlich korrelierte Zufallsfelder. So werden stochastische Rissentwicklungen für den Stahlbeton simuliert. Für die Berechnungen vieler Realisationen und damit verschiedenartige "Lebensgeschichten" einer Struktur wird als Monte Carlo Methode Latin Hypercube Sampling verwendet. Die Auswertung der Strukturantworten für die Lastgeschichte zeigt den Einfluss der zufälligen Eigenschaften auf die Schädigungsentwicklung. Die Arbeit leistet einen Beitrag zur Bewertung und zum zukünftigen Einsatz dynamischer Untersuchungsmethoden im Bauwesen.

The relation between damage and the changing of dynamic and static properties of R/C structures is investigated. On the one side static experiments in relation with dynamic experiments of R/C structures (plates and beams) are performed. On the other side a nonlinear Stochastic Finite Element Model is developed. The model considers stochastic material and strength properties by spatial correlated random fields. So a random crack evolution for the R/C beams are simulated. As Monte Carlo Method Latin Hypercube Sampling is used to calculate a lot of samples and so various "live histories" of the structure. The evaluation of structure response for the load history indicates the influence of stochastic properties on the damage evolution. The work gives a contribution to the assessment and the use of dynamic investigation methods in the future in civil engineering.

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Ebert, Matthias: Experimentelle und numerische Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Stahlbetontragwerken unter Berücksichtigung stochastischer Eigenschaften. 2003.

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