Detailergebnis zu DOK-Nr. 62717
Auswertung von Temperaturspannungen bei dicken Flugplatzbefestigungen aus Beton anhand eines Finite-Elemente-Modells (Orig. engl.: Finite element model analysis of thermal stresses of thick airport concrete pavement slabs)
| Autoren |
T. Nishizawa T. Ozeki K. Katoh |
|---|---|
| Sachgebiete |
11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 11.7 Flugplatzbefestigung |
Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2009 (Transportation Research Record (TRB) H. 2095) S. 3-12, 13 B, 15 Q
Temperaturspannungen, verursacht durch die Temperaturverteilung in Fahrbahnplatten, sind bei der konstruktiven Bemessung von Flugplatzbefestigungen aus Beton wichtig. Die Betonplatten bei Flugplatzbefestigungen sind dick, folglich verändert sich die Temperatur in den Platten über die Dicke nicht linear. Temperaturspannungen, die durch nichtlineare Temperaturverteilung verursacht werden, unterscheiden sich von denen durch lineare Temperaturverteilung. In dieser Studie wurden durch eine nichtlineare Temperaturverteilung verursachte Temperaturspannungen unter Verwendung von Temperaturen und Dehnungen berechnet, die experimentell an einer Betonbefestigung mit 460 mm dicken Platten ermittelt wurden. Die errechnete Temperaturspannung unterscheidet sich von den Spannungen bei Hochwölben der Plattenränder aufgrund der linearen Temperaturverteilung. Die Temperaturverteilungen in Betonplatten verschiedener Dicke wurden durch Lösen der Gleichung des Wärmedurchgangs mit der Methode der Volumenkontrolle berechnet. Diese Berechnung zeigte, dass Temperaturverteilungen in dicken Betonplatten in höchstem Maße nichtlinear sind. Die Temperaturspannungen wurden ausgewertet, um die nichtlinearen Temperaturspannungsverteilungen in Betonplatten anhand der berechneten Temperaturverteilungen unter Verwendung eines dreidimensionalen Finite-Elemente-Modells zu berechnen. Auf Grundlage der Auswertung wurden die Einflüsse von Plattendicke und nichtlinearer Temperaturverteilung auf die Temperaturspannungen diskutiert. Es zeigte sich, dass sich der Einfluss der Nichtlinearität bei Plattendicken größer als 300 mm ankündigt. In diesem Bereich war der Reduktionsfaktor unter Berücksichtigung des Einflusses aus nichtlinearer Verteilung größer als 0,7. Es zeigte sich ebenfalls, dass die Temperaturspannungen im Sommer und Frühling verhältnismäßig groß waren.