Effect of multifilament yarn crack bridging on uniaxial behavior of textile reinforced concrete [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Martin Otto Alfred Konrad

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• Publié par: rheinisch-westfalischen_technischen_hochschule_-rwth-_aachen
• Publié le: 01 janvier 2008
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Extrait

KEectPr?fung:ofourismvultilamenUntPyternetseitenarnoncracerkusenkKbridgingDr.-Ing.onderuniaxialistbhscehaorgelegtviorOttoofaustextilehreinforcedersit?tsprofessorconcretetinVvonYderTF?ndlicakult?tDiesef?rdenBauingenieurwHoesenulbiliothekdervRheiniscvh-WMartinestf?liscAlfredhenonradTLevecBerichniscter:henvHoDr.-Ing.constanhscMeskhUnuleersit?tsprofessorAachabil.henurizuretrynaErlangungagdesmakhenademisc14.11.2008henDissertationGradesaufeinesInDoktorsderdercIngenieurwissenschhaftenonlinegenehmigteerf?gbarDissertationus.FandorhaelaAlvRasma,MicyAgenerousctknowledgewledgemenpresentbThemresearcMosthe,presenResearctedorscinPthisythesisstudieswanasthankcarriedandouterebasetinforcedwspeenort2002Je??bandSc2008edduringvmforymeappthatoinetmen,tMicascaforresearcpatiencehtheassistanThisttheat532theforChairtecoftheStructural(DFStaticsknoandeciallyDynamicsFofandRforWTHortAacallhenIUnivthankfulersitparenym.forFirsttheofevall,trulyIcanwhievouldortanlikwisheytoandthankwmAlvymsuploervisorortProfessorhKtialonstanoftinwMeskorkourisoutfororativtheCenmotivextileationtodevthisaworkbandhehisungsgemeinscconThetingratefullyualCologne,supp2008ort.JakubFek,urthermore,rankIeierthankAlexanderProfessorholzen,YtheurisuppPreceivetrynaduringforthehisears.willingnessamtoeryacttoasyco-refereetsandenablinghisyquicandkraisingandwithaccurateknoreviewthatoferythingtheisthesis.wItedambinacparticulared.gratefulimptotlyDr.-Ing.IRostislatovmChwifeudobahaelaformcounttlessofruitfullhildrendiscussionsaandRas-impusortantheirtvadvicesuppduringandthewhicpastwsixessenyforears.completionTheythehadtaork.signicanwtwimpactcarriedonwithintheCollabcompeositionhofterthisTthesisre-andconcretemBasicsytheoelopmenwnofsciennewtichnologydevandelopmenonsoredt.yIDeutscwFouldhlikhafteG).tosuppthankismacywledged.colleaguesDecemanderfriends,espofIdelAbstractandTwithextilemacroreinforcedtheconcretein(TRvC)bhaseemergederinandthegroupslastaldecadeTheasandacomnewofcompu-ositeinmaterialofcomcombiningwstheertextilerepresenreinforcemenTtariationwiththecementhetitioususesmatrix.enablesItsMoappultipleealingdelfeaturedisoftheConcrete,pted.ossibilitbuildingydelstocompprodelduceterfaceligreeandhigh-poferformancethestructuraletelemenCrtsthethatla-arewithnottpronedescribtopropcorrosionMoasformityisoftheBridgecaserepresenforthesteelofreinforcedStoconcrete.aIneectcomparisonuniaxialwithCrothermcompanositemicromecmaterials,inTRehaCords:exhibitskaarehighcandegreeasofcheterogene-complexityycoupling.andformimpmaterialerfectionsthethatitsrequiresthespplasticitecialprotreatmenossibilittdamageinbtheerdevslipelopmeneentmatrix.ofBridgenemploumericalformoofdels.tInlamenparticular,proptheomaterialhesstructureducedatthethethemicroThescaleacksho(SCBM)wsyastatisticalhighpamounderivtmomenofrespirregularitiesCranddelimpproleserfectionstheinytheparametersgeometricalreprolainyhistories.outCrof(SCM)theevbasictensioncomptheonenkingtsloading.andwithinBridgethecompletesqualitframewyprooftlotransfercalcbindingsmaterialbtheettensilewoneenel.them.extileAsScale,aMulti-scaleresult,ertherepresendamageFIMlobcalizationusedproacessbloofkTRmoreCmoexhibitsbinparallelteractionsserialbTheetoundwulationeentheelemenmotaryforfailurebmecandhanismsinintothematrixmatrix,binesinythedamagereinforcemenvidingtpandyinconstructingthelabincludingond.othThebobstrainjectivtheebofwthebwandorkTheatackhandMois(CBM)theysdevFIMelopmenthettationofsingleamenframewororkoffortsthesimilardetailederties.descriptionwofdierentheapproacheterogeneitareytro-intotheematerialvstructureofofmaterialTRerties.CStatisticunderCruniaxialBridgeloadingdelincludingreectstheheterogeneitmicro,inmeso,ofanddistributions,macrothescale.ossibilitThetoframeweorkstatisticalistsconstitutedthebonse.yDeterministicthreeackconsecutivMoe(DCBM)mocross-sectionaldels:to?tFibspatialerariabilitInofterfacematerialMoanddelthe(FIM)duction?complexCracteractionskloadingBridgeTheMochasticdelacking(CBM)del?enablesStodirectcaluationhastictheCracstieningkingduringMomdelcrac(SCM)underThetensileFibTheerbinationInterfactheeackMomodel(CBM)(FIM)theisulti-scaletheorkbasicymovidingdeleciencompmethoonentottheonhanicaltheharacterizationmicrothelevstructureel.toInpredictionthisthemobdelviorthethematerial-levandKeywtheTbReinforcedond-cMicroharacteristicsCracofBridge,aSimsinglelationbomItenItKurzfassungerwTFextilbDasewormehrterLastgescBetonterialcistzureinaucinAbbildungdenorgestellt:letztentezehnhaftenJahrendesenRahmen,tTwicf?rkonelter,nebneuartigeraserVerwer-repr?senbundweierksto.lDieundVterministischeerwr?umlicendungduktiontextilerissbildungsmoBewultiplenehrungsgelegelauszurkerhaltensorrosionsbRiss?best?ndigengemeinsamenFundasermaterialienKinSceineronBetonmatrixungerm?glichlupfher?ctdeldiesoErstellungtevenonEigen-sehrAns?tzeligraneniss?bBau-dieteilen.henImderVwergleicdelhzurmithkanderentVomplexenerbundwDaserkstoeneinekwennzeiceinaxialerhnetRdenollst?ndigtTezienextilbmikromecetonBesceinestellt.aus-Beton,gepr?gtealen-Heterogenit?tulierungvterialmoonFBewVehrungunundbinationBetonmatrix.tizit?tInsberm?glicesondereErstellungaufh?digungsfunktionen,derderMikro-FebdenenehenwMatrixeisenhdieiss?bMaterialk(RBM)ompdasonenohltenellergro?eaucAberwoneic?hnlichhaften.ungenerscinerdenihremStatistischegeometriscungsmohenrepr?senAuf-inbau,oninerteilun-ihrendielokhenalenMaterialanEigenscDashafteniss?bund(DRBM)inQuerscderbildungQualit?tVihrerderlokerm?glicalendieBindungenonunteraktionenter-heinanderchastischeauf.(SRM)DieAuswScstieningh?digungslokderalisierungunbDieeimmittextilberbr?ckungsmoewvehrtenmehrskBetonsiewMethoeistertragungdeshalbheneineaufgegenseitigedesBeeinussungVderhl?sselwwewesenebtlickung,henulationVormersagensmecdeshanismenMa-derdellsMatrix,diederaserBewihrenehrungerbundundMatrixdesterVomerbundesvauf.Plas-Zielundderh?digungvhorliegendendieArbveitScistdiedieenEnDehntderwicaserklungheinesScRahmenszwiscf?rFdieunddetailliertebBescksichrei-tigen.bungRdererbr?ckungsmoHeterogenit?tlinvderendetMaterialstrukturFIMdeswtextilbzurewindividu-ehrtenFilamenBetonsalsunhtertativeinaxi-GruppalervBelastung.FilamenDiesermitwirdhengebildetscdurcZwhvdreihiedeneaufeinanderwaufbauendevMoDasdelle:R?erbr?ck-Fdelaser-In(SRBM)terface-MotiertdellHeterogenit?t(FIM)F?vRiss?bstatistiscerbr?cVkungsmogendellgestattet(RBM)Ableitung?statistiscStoMomencderhastiscthesort.Riss?bDe-erbr?cRkungsmoerbr?ckungsmodelll(SRM)vDasendetFhnittsproleaser-InterfacAb-e-Moderdelhenler?nderlic(FIM)eitistMaterialeigenscdieundBasis-MohdellksoompReproonenvtekaufInderundMikrohicebten.ene.StoInRdiesemdelMoerlaubtdeldirektewertungerdentension-die-EektesMaterial-?hrendundmVRissbildungerbundcterharakteristikBelastung.aKeinerbinationeinzelnendemFiss?baserdelabgebildet.(RBM)DaservModendellaligenerm?glicindemheinettesodew?bohlderdiehaniscparalleleMa-KharakterisierungopplungdieanhreibungdieBauteilvMatrixzuralserf?gungaucSch?rter:eineextilbserielleehrterKMikroopplungene,dererbr?cFIMMehrskunsimtereinander.DieMoCon.tenLinearts.14.3In.tro.duction.1.1.1tMotiv.ation.foreldetailed.mo.deling.of.the.b.ond.la.y.er3.2.1.............deling.....er...lag...in2.1.2.Ov.erviewendenof4.3.3dissertation..I...........16.........lev.................Fib.Structure.......mo....6.2solutionT.extile.reinforced27Concrete.7.2.1.Material.comptonen.ts................lev.................Meso.................3.2.3........7.2.1.1.Filamen.ts..3.3.................21.In.23.the.in...........4.2.-.............elemen.b.mo....8.2.1.2.RoLinearvings..............27.t.o.slip.......elemen...............I.........16.Micro.el........9.2.1.3.T.extiles..................3.2.2.lev.................................18.Macro.el........10.2.1.4.Cemen.titious.matrix..............19.Mo.strategy.................................411er2.2terfaceProdelduction4.1tecofhnologiesb.matrix.terface.....................23.Analytical.dels.Shear.theory.....................2412Finite3tNumerical-Moerdelingterface15del3.1.Scales.of.the.material.structure......4.3.1.elemen...............................4.3.2.elemen.with.w.indep16t3.2eldsState-of-the-art..........31.Quadratic.t...........................34.I..km
kf
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.t80slip.elds......t.......Mo..37.4.3.5.Assessmen6.3t.of.theEectelemenint.pbridgeerformance....Iden.......in.......del...eectiv........406.4.44.4.Summary6.4.5.........P...the.of.....of.....tary.la.............Crac.......Eect.......ond.....6.4.3......41.5.Material.mo.deloffor.theDeterministicb.er.in.terfaceproles43.5.1.F.orminuenceulation.of.thecmaterialymoanalysisdelond.........Material.m.k.......6.2.o.b.er.........c........44.5.1.1.Yield.function6.4andBridgereturn-mapping.algorithm..........64.scatter.length.........6544nite5.1.2.Discussion.of.the.extreme.mo.delofcongurationsond...........of..........45.5.1.3.Inevtegrationcracofonsethe.b72erkdamage.in.to.the.material.mo.del6.5.1.............7447study5.2theP.arametric.studies.of78theofmono-bparameterserondidealization.ofSensitivitthethecraccalkybridge..6.6......50.5.2.1.Sp.ecication91ofstructurematerialtheparametersultilamen.crac.bridge.............60.Elemen.eects.ccurring.the.ond.y......51.5.2.2.Eect.of.matrix.stiness61endenMaterialindepharacteristics.............................62.Statistical.k.Mo........52.5.2.3.Eect.of.b.er.stiness.three.with..6.4.1.of.in.e.....................6.4.2.of.b.strength............53.5.2.4.Eect.of.initial66bEectondscatterstinessbtstrengthelemen..................67.Eect.correlation..................54.5.2.5.Eect.of.shear69oDeterministicwaluationQuadraticmean.k.resp.........6.5.Crac.Bridge.del.......................74.Cross-sectional......55.5.2.6.Eect.of.adhesional.stress.lev.el.4.3.4.max..6.5.2.arametric.-.of.proles...............6.5.3.tication.the.haracteristic.for.b56la5.2.7erEect.of6.5.4tangenytialofstinessinuenceinlothebsofteningqualitbranc.h.CONTENTS.IV87.Summary......................57.6.Crac.k.Bridge.Mo.del.596.1.Contents.Vc7.Cyclic.loading.93.7.1.DamageMultiplepro.cess....in.........................Summary.....b...the.8.5.....for.......theory..........94Eect7.1.1.BondEect-.combbined.damageband.plasticit.y......of.y.....b