Detailergebnis zu DOK-Nr. 64461
Modell zur Vorhersage von Spannungen in Flugbetriebsflächen mit Betonplatten (Orig. engl.: Stress-prediction model for airport pavements with jointed concrete slabs)
| Autoren |
C. Caliendo A. Parisi |
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| Sachgebiete |
11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 11.7 Flugplatzbefestigung |
Journal of Transportation Engineering 136 (2010) Nr. 7, S. 664-677, 5 B, 9 T, zahlr. Q
In der Arbeit werden zwei dreidimensionale Finite-Elemente-Modelle für eine Auswertung der maximalen Spannungen an kritischen Stellen in Betonplatten (das heißt in Plattenmitte und am Plattenrand) vorgestellt, welche den klassischen Ansätzen mit Näherungsverfahren überlegen ist. Untersuchungsgegenstand sind Flugbetriebsflächen aus Beton mit quadratischen Platten. Als Unterlage wird ein homogener, elastisch-isotroper Halbraum angenommen, sodass der Einfluss des E-Moduls anstelle eines Bettungsmoduls untersucht wird. Ermittelt werden so die Wirkungen von zwei Flugzeugtypen (A380 und B747), verschieden tragfähigen Unterlagen und von verschiedenen Temperaturgradienten. Die kombinierten Spannungen infolge von Verkehrslasten und Temperaturgradienten werden mithilfe einer Finite-Elemente-Software genau ermittelt und mit den einzelnen Lastfällen verglichen. Darauf aufbauend werden die Abweichungen bei einer Superposition der Einzellastfälle quantifiziert, die sich aufgrund des Untergrunds ergeben, welcher keine Zugspannungen aufnehmen kann. Darüber hinaus wird der Unterschied der durch die beiden genannten Flugzeugtypen hervorgerufenen Spannungen berechnet. Ebenso wird eine vereinfachte Methode zur Vorhersage der maximalen Spannungen anhand der FE-Ergebnisse abgeleitet. Dieses Verfahren stellt ein hilfreiches Werkzeug zur schnelleren Abschätzung von Spannungen in der Vorentwurfsphase dar. Die aufgestellten Gleichungen nehmen Anpassungen im Verfahren nach Westergaard für Verkehrslastspannungen und im Verfahren nach Eisenmann für Temperaturspannungen vor, ebenso wie dies für die Berücksichtigung der getrennten Ermittlung der Wirkungen von Last und Temperaturgradient geschieht. Das Verfahren nutzt dimensionslose Variable, sodass es auch auf andere quadratische Plattenabmessungen angewandt werden kann.