Ab Version 6.16.0001 ersetzt der neue Zugversteifungsansatz für die Verfahren nach Quast und nach Quast modifiziert beim anisotropen Schädigungsmaterial den bisherigen, global wirkenden Ansatz. Er wirkt lokal, an jedem Betonintegrationspunkt, und getrennt in beiden Hauptdehnungsrichtungen. Die Abweichungen gegenüber Programmversionen vor 6.16.0001 sind beabsichtigt. Ein Vergleich mit dem bisherigen Verhalten ist nur mit älteren Programmversionen möglich. Weitere Informationen sind im zugehörigen Theoriekapitel des Online-Hanbduchs für die Betonbemessung in RFEM 6 verfügbar:
Was sich geändert hat
| Thema | Bisheriger Ansatz | Neuer Ansatz |
|---|---|---|
| Wirkung | Globale Änderung des Zugverhaltens für eine ganze Betonschicht beziehungsweise den Querschnitt | Lokal an jedem Betonintegrationspunkt und getrennt in beiden Hauptdehnungsrichtungen |
| Aktivierung | Die maximale Bewehrungsdehnung über alle Bewehrungslagen aktivierte die Zugversteifung | Jede Bewehrungslage trägt mit einem Aktivierungsfaktor aus ihrer verbleibenden Kapazität, ihrem Winkel zur Hauptzugrichtung und ihrer Lage bei |
| Richtung und Lage | Keine Abhängigkeit von der Bewehrungsrichtung, begrenzte Berücksichtigung der Lage über die Dicke | Richtung und Lage der Bewehrung werden berücksichtigt |
| Folge | Aktivierung auch dort möglich, wo die Bewehrung nicht wirken kann, beispielsweise auf der Druckseite eines biegebeanspruchten Querschnitts | Zugversteifung wirkt nur dort, wo die Bewehrung mit dem Beton zusammenwirken kann |
Wann die Ergebnisse ähnlich sind
Bei einfacher Biegung normal zu einer einzigen Bewehrungsrichtung, mit einer Bewehrungslage auf der Zugseite, ohne nennenswertes Schwinden oder nennenswerte Anfangsdehnungen und mit einem Grundmaterial, das in Zug bis zur Rissbildung nahezu linear elastisch ist, sind die Ergebnisse qualitativ ähnlich zu älteren Versionen.
Wann Abweichungen zu erwarten sind
| Situation | Erwartete Abweichung |
|---|---|
| Bewehrung in mehreren Richtungen | Bewehrungslagen in nicht zusammengehörigen Richtungen beeinflussen sich nicht mehr gegenseitig. Die Zugversteifung wirkt nur dort, wo die Richtung einer Bewehrungslage zur Hauptzugrichtung des Betons passt. |
| Bewehrung auf beiden Seiten | Es trägt nur Bewehrung bei, die in der Zugzone liegt und in der richtigen Richtung wirkt. Auf der Gegenseite eines biegebeanspruchten Querschnitts wird die Zugversteifung nicht mehr ohne Grund aktiviert. |
| Schwinddominierte Zustände | Die Betondehnung einschließlich der Anfangsdehnungen, etwa aus Schwinden, wird auf die Bewehrungsrichtung projiziert. Die Zugversteifung kann daher aktiv bleiben, wenn der Beton durch behindertes Schwinden auf Zug beansprucht ist, auch wenn die Dehnung der Bewehrung allein Druck nahelegen würde. |
| Nichtlineares Grundmaterial | Die Zugversteifung ergänzt die Spannung des Grundmaterials. Beim Schädigungsmaterial kann das Verhalten daher vom bisherigen Ansatz abweichen. |
| Bereiche ohne mitwirkende Bewehrung | Wo keine Bewehrung liegt, wo sie in der falschen Richtung wirkt, wo sie zu weit entfernt ist oder wo sie auf Druck beansprucht ist, wird keine Zugversteifung ergänzt. Diese Bereiche zeigen das spröde Zugverhalten des zugrunde liegenden Betonmaterials. |
Konvergenz
Die Vereinfachungen des bisherigen Ansatzes konnten Nichtlinearitäten verdecken und in Einzelfällen die Konvergenz scheinbar verbessern. Der neue Ansatz priorisiert Richtungstreue und Lokalität.
Isotropes Schädigungsmaterial
Beim isotropen Schädigungsmaterial wird der Winkelfaktor ersetzt. Die beiden aktuellen Hauptzugdehnungen werden auf die Bewehrungsrichtung projiziert und auf die jeweils größere Hauptzugdehnung normiert. Das ergibt einen einzigen Aktivierungswert für beide Hauptrichtungen, weil ein isotropes Schädigungsmodell keine Information liefert, welche Richtung gerissen ist.