Spannungs-Deformationsverhalten von Stahlbeton / Stress-strain behavior of a reinforced concrete

Guten Tag,

ich möchte im Rahmen meiner Studienarbeit untersuchen wie gut sich verschiedene FE-Programme für die numerische Analyse des Spannung-Deformationsverhaltens eines Stahlbetonbalkens, unter besonderer Berücksichtigung der Bewehrung, eignen. Dafür möchte ich jeweils ein paar einfache Beispiele modellieren (z. B. einen Balken und eine Konsole). Da ich auch die verschiedenen Modellansätze erläutern möchte, benötige ich auch die Grundlagen/Ansätze hinter den einzelnen Strukturmodellen. Aus den Sofistik Forenbeiträgen habe ich bereits entnommen, dass eine grundsätzliche 3D-Modellierung mit Bric möglich ist und die Reibung und Kohäsion mithilfe eines Spring-Elementes darzustellen ist. Es handelt sich sowohl um eine Analyse des nichtlinearen Tragverhaltens als auch des linearen Tragverhaltens, da der Beton im Modell nicht unter jeder Belastung reißen soll.

Nun zu meinen Fragen: Zum einen möchte ich mich erkundigen, ob es möglich ist die Bewehrung diskret darzustellen und auch für verschiedene Genauigkeitsgrade zu verwenden (mit Rissbildung im Beton, Betrachtung des Verbunds etc.). Zum anderen würde mich interessieren, ob Sie mir einem Verweis auf die im Programm implementierten Modellansätze geben dürfen/können? Also ob die Bewehrung beispielsweise verschmiert berechnet wird (vom Programm) und was sich im Falle eines Risses bei dem Modell ändert (wird der Riss verschmiert betrachtet, oder exakt?).


As part of my student research project, I would like to investigate how well different FE programs are suited for the numerical analysis of the stress-strain behavior of a reinforced concrete beam, with special consideration of the reinforcement. For this purpose, I would like to model a few simple examples each (e.g. a beam and a bracket). Since I also want to explain the different modeling approaches, I also need the fundamentals/approaches behind each structural model. From the Sofistik forum posts, I have already seen that basic 3D modeling is possible with Bric and that friction and cohesion can be represented using a Spring element. This is an analysis of both the nonlinear load-bearing behavior and the linear load-bearing behavior, since the concrete in the model should not crack under any load.

Now to my questions: On the one hand, I would like to inquire whether it is possible to use the reinforcement for different degrees of accuracy (for example, with cracking in the concrete). Secondly, I would be interested if you may/could give me a reference to the model approaches implemented in the program? So for example if the reinforcement is calculated smeared (by the program) and what changes in case of a crack in the model (is the crack considered smeared, or exact?).

Mit freundlichen Grüßen
Niklas Klingebiel

Hallo Niklas,

wenn du ein System aus BRIC-Elemente modellieren möchtest, musst du die Bewehrung diskret als Stab modellieren. Ein verschmierter Ansatz ohne eine explizite Stab Modellierung ist nur mit QUAD und STAB Elementen möglich.
Es gibt einen interessanten Bericht über die “Nichtlineare Berechnungen von Stahlbetontragwerken mit diskreter Bewehrung” von Gunter Schnenck. Ich denke dieser hilft dir direkt weiter.

Bzgl. der verwendeten Modellansätze finden Sie eigentlich alle notwendigen Informationen in den Handbüchern.

SSD / TEDDY > Hilfe > Handbücher > Alle Handbücher… > ASE

Beispiel zur Modellierung von Volumenmodellen findest du unter anderem auf YouTube.
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Mit freundlichen Grüßen
Frederik Höller
Ihr SOFiSTiK Support Team

Guten Tag Frederik,

vielen Dank für deine Antwort, die Informationen und Videos haben mir auf jeden Fall sehr weitergeholfen!

Liebe Grüße

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