Im ersten Teil des Artikels konzentrieren wir uns auf die Spannung-Dehnung-Diagramme selbst:
Die im CSFM implementierten Spannung-Dehnung-Diagramme basieren auf Normanforderungen, sowohl Eurocode (EN) als auch ACI. Bei Beton ist es notwendig, zwischen GZT- und GZG-Bewertungen zu unterscheiden.
Ein Betonbauteil im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZT) basiert auf dem parabolisch-rechteckigen Diagramm (EN) bzw. dem bilinearen Diagramm (ACI), einschließlich des Druckerweichungseffekts. Für Gebrauchstauglichkeitsbewertungen wird ein anderes, einfacheres Diagramm verwendet – ein lineares oder bilineares Diagramm mit einem unendlichen elastischen Ast.
Für die Bewehrung werden bilineare Diagramme mit einem geneigten oder horizontalen oberen Ast berücksichtigt, einschließlich der Zugverfestigungseffekte für GZT- und GZG-Nachweise.
Sehen Sie sich das folgende Video an, in dem alle Spannung-Dehnung-Diagramme dargestellt und kurz beschrieben werden. Eine detailliertere Beschreibung der Spannung-Dehnung-Beziehungen wird im theoretischen Hintergrund erläutert.
Nun, da klar ist, welche Diagramme verwendet werden, sehen wir uns an, wie der Elastizitätsmodul E berechnet wird:
GZT
Der Elastizitätsmodul wird aus dem Betonspannungswert in einem bestimmten Alter (unter Berücksichtigung des Wachstums der Betondruckfestigkeit mit dem Alter) und dem Dehnungswert bei maximalen Festigkeitswerten berechnet.
Die folgende Tabelle zeigt das Wachstum des Elastizitätsmoduls über die Zeit in der letzten Spalte, wobei nach einem Alter von 28 Tagen der Maximalwert von 10 GPa erreicht wird.
GZG
Die Norm berücksichtigt den Ecm-Wert, der für 0,4fcm als Sekantenelastizitätsmodul in Abschnitt 3.1.3 festgelegt ist.
In Absatz (3) heißt es:
Die folgende Tabelle zeigt das Wachstum des Elastizitätsmoduls für die charakteristische Kombination (GZG):
Die Art des Zuschlagstoffs beeinflusst ebenfalls die Berechnung des Elastizitätsmoduls. Als Standardwert ist Quarzit als verwendeter Zuschlagstoff im Beton festgelegt. Für Kalkstein- oder Sandsteinzuschlag wird eine Reduzierung des Moduls berücksichtigt, während für Basaltzuschlag eine Erhöhung des Elastizitätsmoduls angewendet wird.