Zum Tragsicherheitsnachweis bestehender Mauerwerksgewölbebrücken mittels nichtlinearer Finite-Elemente-Simulationen
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Beschreibung
Bei Mauerwerksgewölbebrücken können große Unterschiede zwischen der rechnerisch vorhergesagten und der tatsächlichen Tragsicherheit bestehen, was sich auf eine zu stark vereinfachende Modellbildung zurückführen lässt. Es wird deshalb vorgeschlagen, das Tragverhalten derartiger Bauwerke mittels nichtlinearer Finite-Elemente-Simulationen und unter Anwendung eines bruchmechanischen Materialmodells wirklichkeitsnah nachzubilden und auf diese Weise die Tragsicherheit nachzuweisen.
Bei Mauerwerksgewölbebrücken können vergleichsweise große Unterschiede zwischen der rechnerisch vorhergesagten und der tatsächlichen Tragsicherheit bestehen, was sich auf eine zu stark vereinfachende Modellbildung bezüglich der Bauwerksgeometrie, des Materialverhaltens und der mechanischen Randbedingungen zurückführen lässt. Es wird deshalb ein auf nichtlinearen Finite-Elemente-Simulationen beruhendes Konzept für den rechnerischen Tragsicherheitsnachweis von bestehenden Mauerwerksgewölbebrücken vorgeschlagen. Für das Mauerwerk kommt ein bruchmechanisches Materialmodell zur Anwendung, welches eine wirklichkeitsnahe Simulation der Rissbildung erlaubt, und es erfolgt die Einbeziehung des an das Bauwerk angrenzenden Bodens in das jeweilige Finite-Elemente-Modell. Für den Nachweis der Tragsicherheit werden verschiedene Versagenskriterien und ein zugehöriges Sicherheitskonzept vorgeschlagen, welches sich an gültigen Normen orientiert, aber den Besonderheiten nichtlinearer Simulationen Rechnung trägt. Anhand mehrerer tatsächlich existierender Mauerwerksgewölbebrücken konnte gezeigt werden, dass die rechnerisch ermittelten Schadensbilder gut mit den am Bauwerk beobachtbaren übereinstimmen.
Autor*in
Stephanie Andrea Franck
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