Festigkeit und Verformung von Beton bei hoher Temperatur und biaxialer Beanspruchung

EINLEITUNG
Problemstellung und Ziel:
Die mechanischen Eigenschaften des Betons werden mit steigender Temperatur einschneidend verändert. Diese Veränderungen sind zum einen für die Brandforschung wichtig. Hier interessiert insbesondere das Verhalten von Stahlbeton-konstruktionen unter kurzzeitiger anisothermischer Temperaturbeanspruchung. Zum anderen müssen die mechanischen Eigenschaften des Betons für den Entwurf von Bauwerken bekannt sein, die im normalen Betrieb oder bei Störfällen hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Hierzu zählen u.a. Bauwerke der Energietechnik wie Kraftwerke, Bohrinseln und Flüssiggasspeicher. In diesem Fall ist sowohl das Betonverhalten unter langfristig erhöhten Temperaturen, als auch das Verhalten unter anisethermischen Bedingungen von Bedeutung. Die Bemessung solcher Bauwerke beruht zur Zeit weitgehend auf Festigkeits- und Verformungsmodellen aus Versuchen mit mehraxialer Belastung bei Raumtemperatur, entsprechende Versuche bei hoher Temperatur gibt es kaum. In Brandversuchen mit biaxial lastabtragenden Platten wurden komplexe Spannungsumlagerungen beobachtet, die speziell während der ersten anisothermi sehen Phase ablaufen. Beim Nachrechnen dieser Versuche zeigte sieh, daß diese Umlagerungen mit Werkstoffansätzen auf Basis von ei naxialen Versuchen nicht zutreffend erfaßt werden können. Ziel der eigenen Arbeit ist es, das Festigkeits- und Verformungsverhalten von Beton bei erhöhter Temperatur und beliebigen, biaxialen Druck- oder Zugbelastungen experimentell und theoretisch zu erfassen. Neben den Einflüssen der mechani sehen Belastung werden auch jene der Betonzusammensetzung studiert. Dazu werden isothermische Bruch- sowie anisethermische Kriech- und Zwängungsversuche an Betonen unterschiedlicher Zusammensetzung durchgeführt. Die Arbeit schließt dabei an Untersuchungen im Sonderforschungsbereich 148 an. Zusammen mit den vorliegenden Ergebnissen aus einaxialen Versuchen sollen die Ergebnisse mit dazu beitragen, das Festigkeits- und Verformungsverhalten des Betons unter den genannten Beanspruchungen besser beschreiben zu können, als dies bisher möglich war.