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Detailergebnis zu DOK-Nr. 48713

Bestätigung des dreidimensionalen Finite-Elemente-Modells für Fugen in Flughafendecken aus Beton (Orig. engl.: Validation of three- dimensional finite element modeling technique for joints in concrete airport pavements)

Autoren	M.I. Hammons
Sachgebiete	11.7 Flugplatzbefestigung

Washington, D.C.: National Academy Press, 1998 (Transportation Research Record (TRB) H. 1629) S. 67-75, 7 B, 2 T, 9 Q

In dem neuen amerikanischen Verfahren der FAA von 1995 zur Bemessung von Betondecken auf Flughäfen werden die Konstruktionsschichten als unendlich lang angenommen ohne Diskontinuitäten wie Ränder und Fugen. Die begrenzte Kraftübertragung in den Fugen bleibt also offen. Daher wurde ein dreidimensionales Finite-Elemente-Modell entwickelt, mit dem die Reaktion des Betondeckensystems auf Belastungen durch Flugzeuge vorhergesagt werden kann. Der Bericht beschränkt sich auf die Darstellung wesentlicher Grundzüge des Modells. Mit ihm können verschiedene Zustände betrachtet werden wie ein vollständiger oder teilweiser oder kein Verbund zwischen den Schichten und monolithische oder gerissene Tragschichten mit und ohne Kraftübertragung in den Rissen. Zur Überprüfung des Modells wurden in die drei hydraulisch gebundenen Schichten einer Start- und Landebahn des Internationalen Flughafens in Denver 460 Meßinstrumente eingebaut. Mit ihnen wurden Spannungen und Einsenkungen aus Verkehrslasten sowie Temperatur- und Feuchteänderungen am Tag und bei Nacht gemessen. Die Belastung wurde von einem Düsenjäger F15 aufgebracht. Die Kraftübertragung in den Scheinfugen erfolgte über die Verzahnung des Zuschlags. Ergebnisse der Modellberechnung und der Messungen werden dargestellt und miteinander verglichen. Es stellte sich heraus, daß die generelle Art und Weise der vorausberechneten Kraftübertragungen mit den beobachteten gut übereinstimmten. Bemerkenswerte Unterschiede traten jedoch zwischen den berechneten und beobachteten Kraftübertragungsgrößen infolge von Einsenkungen auf. Das Finite-Elemente-Modell erlaubt eine genauere Vorhersage der Wirksamkeit der aus den Spannungen herrührenden Kraftübertragung. Dies hält der Autor für ermutigend, weil die derzeitigen Bemessungsmethodiken für Betondecken von einer Bemessungsspannung ausgehen, die mit einer mit Hilfe eines auf der Spannung beruhenden Kraftübertragungsfaktors verringerten kritischen Randspannung berechnet wird.