Abstract
Diese Arbeit befasst sich mit der stahlbaulichen Tragfähigkeit, der Betontragfähigkeit und dem Verformungsverhalten von Verankerungsringen im Druckrohrleitungsbau. Verankerungsringe werden eingesetzt, um die Längskräfte der Rohrleitung in den Beton, und dann weiter in das Gebirge zu verankern. Die Längskraftübertragung der Verankerungsringe, bzw. Schubringe erfolgt mittels Kontaktspannungen zwischen der Schubringstirnfläche und dem umgebenden Beton. Aufgrund dessen spielt die Modellierung des Betons in der numerischen Berechnung eine wesentliche Rolle.
Zu Beginn erfolgte eine umfangreiche Studie an verfügbaren Betonmodellen im kommerziellen FE-Programm ABAQUS. Diese Materialmodelle des Betons wurden unter anderem mit im Labor durchgeführten Zylinderdruckversuchen verglichen und anschließend das zutreffendste Materialmodell für die numerische Berechnung gewählt und angepasst.
Um ein grundsätzliches Verständnis für das Trag- und Verformungsverhalten von Schubringen zu erhalten, wurden vorab numerische Berechnungen an einfachen ebenen Modellen durchgeführt. Durch die vorliegende konstante Belastung des Verankerungsringes entlang des gesamten Rohrumfanges, ist in einer ersten Näherung die isolierte ebene Gesamtbetrachtung möglich. Diese dienten auch als Unterstützung bei der Konzeptionierung der Labortest. Im Labor wurden zwölf Tests an ebenen Prüfkörpern, sowie zwei Großversuche an zylindrischen Prüfkörpern durchgeführt. Mit Hilfe der Labortests wurde die numerische Berechnung kalibriert.
Anschließend erfolgte eine numerische Parameterstudie verschiedener baupraktischer Rohr- und Schubringabmessungen. Ziel ist es somit, mit ergänzenden Untersuchungen die Grundlagen für ein Bemessungsmodell für rechteckförmige Verankerungsringe zu erarbeiten.
Das entwickelte Bemessungsmodell beinhaltet die wichtigsten Parameter, welche für eine Auslegung der Schubringe notwendig sind, wie Steifigkeit und Grenztragfähigkeit der Schubringe, sowie Spannungsverteilungen im Schubring und Rohr im elastischen Bereich.
Zu Beginn erfolgte eine umfangreiche Studie an verfügbaren Betonmodellen im kommerziellen FE-Programm ABAQUS. Diese Materialmodelle des Betons wurden unter anderem mit im Labor durchgeführten Zylinderdruckversuchen verglichen und anschließend das zutreffendste Materialmodell für die numerische Berechnung gewählt und angepasst.
Um ein grundsätzliches Verständnis für das Trag- und Verformungsverhalten von Schubringen zu erhalten, wurden vorab numerische Berechnungen an einfachen ebenen Modellen durchgeführt. Durch die vorliegende konstante Belastung des Verankerungsringes entlang des gesamten Rohrumfanges, ist in einer ersten Näherung die isolierte ebene Gesamtbetrachtung möglich. Diese dienten auch als Unterstützung bei der Konzeptionierung der Labortest. Im Labor wurden zwölf Tests an ebenen Prüfkörpern, sowie zwei Großversuche an zylindrischen Prüfkörpern durchgeführt. Mit Hilfe der Labortests wurde die numerische Berechnung kalibriert.
Anschließend erfolgte eine numerische Parameterstudie verschiedener baupraktischer Rohr- und Schubringabmessungen. Ziel ist es somit, mit ergänzenden Untersuchungen die Grundlagen für ein Bemessungsmodell für rechteckförmige Verankerungsringe zu erarbeiten.
Das entwickelte Bemessungsmodell beinhaltet die wichtigsten Parameter, welche für eine Auslegung der Schubringe notwendig sind, wie Steifigkeit und Grenztragfähigkeit der Schubringe, sowie Spannungsverteilungen im Schubring und Rohr im elastischen Bereich.
| Original language | German |
|---|---|
| Qualification | Doctor of Technology |
| Publication status | Published - 2016 |