Zurück Vor

Detailergebnis zu DOK-Nr. 54266

Theoretisches Rechenmodell zur Beschreibung der Auswirkungen nicht linearer Temperaturverteilung auf die Wölbspannungen in Betondecken (Orig. engl.: Model for nonlinear thermal effect on pavement warping stresses)

Autoren	T.F. Fwa J. Zhang K.H. Tan
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 11.3 Betonstraßen

Journal of Transportation Engineering 129 (2003) Nr. 6, S. 695-702, 10 B, 5 T, 13 Q

In der Praxis liegt der Bemessung und Untersuchung von Temperaturspannungen in Betondecken die Annahme einer linearen Temperaturverteilung über die Plattendicke zugrunde. Die tatsächliche Temperaturverteilung über den Querschnitt beschreibt jedoch einen nicht linearen Verlauf. Untersuchungen haben gezeigt, dass damit die maximalen Wölbspannungen über 30 % höher liegen können. Um die Auswirkungen einer nicht linearen Temperaturverteilung zu analysieren, wurden Modelle nach der Methode der Finiten Elemente (FE) entwickelt. Diese Ausarbeitung stellt einen geschlossenen theoretischen Lösungsansatz zur Berechnung der Wölbspannungen infolge einer nicht linearen Temperaturverteilung vor. Die nicht lineare Temperaturverteilung über den Querschnitt wird in drei Teilzustände aufgeteilt, die einzeln betrachtet werden. Dem Modell, das die exakten Plattenabmessungen sowie die Schubverformungen berücksichtigt, liegt ein Polynom dritten Grades zugrunde. Die Gesamtspannung ergibt sich durch Superposition der Spannungen infolge der drei Teilzustände. Das Rechenmodell, das tendenziell nur zu geringfügig höheren maximalen Zug- und Druckspannungen führt, zeigt gute Übereinstimmung mit den FE-Rechenergebnissen. Ein Vergleich mit anderen theoretischen Verfahren bestätigt im Falle einer linearen Temperaturverteilung die Richtigkeit der Ergebnisse. Die Untersuchung zeigt die Notwendigkeit, an Rahmen der Bemessung von Betondecken die nicht lineare Temperaturvertellung in Betracht zu ziehen. Es können dadurch bis zu 74,9 % größere Spannungsspitzen erreicht werden.