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Untersuchung des Wärmeübergangs von zyklisch beanspruchten Betonzylindern

  • Wiederkehrende Belastungen, wie sie beispielsweise an Brücken oder Windenergieanlagen auftreten, können innerhalb der Nutzungsdauer solcher Bauwerke bis zu 1.000.000.000 Lastwechsel erreichen. Um das dadurch eintretende Ermüdungsverhalten von Beton zu untersuchen, werden diese zyklischen Beanspruchungen in mechanischen Versuchen mit Prüfzylindern nachgestellt. Damit Versuche mit solch hohenWiederkehrende Belastungen, wie sie beispielsweise an Brücken oder Windenergieanlagen auftreten, können innerhalb der Nutzungsdauer solcher Bauwerke bis zu 1.000.000.000 Lastwechsel erreichen. Um das dadurch eintretende Ermüdungsverhalten von Beton zu untersuchen, werden diese zyklischen Beanspruchungen in mechanischen Versuchen mit Prüfzylindern nachgestellt. Damit Versuche mit solch hohen Lastwechselzahlen in akzeptablen Zeitdauern durchgeführt werden können, wird die Belastungsfrequenz erhöht. Als Folge dieser erhöhten Belas-tungsfrequenz erwärmen sich allerdings die Betonprobekörper, was zu einem früheren, unrealistischen Versagenszeitpunkt führen kann, weshalb die Erwärmung begrenzt werden muss. Um die Wärmefreisetzung in der Probe zu untersuchen, wurden Versuche und Simulationen durchgeführt. Im Beitrag wird die analytische und messtechnische Analyse des Wärmeübergangs an erwärmten Betonzylindern vorgestellt. Resultierend daraus wird eine Möglichkeit zur Reduktion der Erwärmung an zyklisch beanspruchten Betonzylindern vorgestellt.show moreshow less
  • Periodic load cycles, such as those that occur on bridges or wind turbines, are of great importance for dynamic long-term considerations of concrete. Within the life span of such structures, up to 1,000,000,000 load changes can be expected. To determine the fatigue strength, the resistance to periodic loads can be determined in a short time in laboratory tests by increasing the load frequency. AsPeriodic load cycles, such as those that occur on bridges or wind turbines, are of great importance for dynamic long-term considerations of concrete. Within the life span of such structures, up to 1,000,000,000 load changes can be expected. To determine the fatigue strength, the resistance to periodic loads can be determined in a short time in laboratory tests by increasing the load frequency. As a result of this increased load frequency, however, the concrete test specimens heat up, which can lead to an earlier, unrealistic time of failure, which is why the heating must be limited. Therefore, tests and simulations were carried out to investigate the heat release in the sample. In this article, the analytical analysis and measurements of the heat release of heated concrete cylinders are presented. As a conclusion, a possibility of reducing the temperature of dynamically stressed concrete cylinders is introduced.show moreshow less

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Metadaten
Document Type:Preprint
Author:Dr.-Ing. Albert VogelGND, B.Sc. Alexander Benz, Prof. Dr.-Ing. Conrad VölkerGND
DOI (Cite-Link):https://doi.org/10.25643/bauhaus-universitaet.4181Cite-Link
URN (Cite-Link):https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200619-41813Cite-Link
Publisher:John Wiley and Sons
Language:German
Date of Publication (online):2020/06/05
Date of first Publication:2020/06/05
Release Date:2020/06/19
Publishing Institution:Bauhaus-Universität Weimar
Institutes:Fakultät Bauingenieurwesen / Professur Bauphysik
Volume:2020
Issue:Volume 42, Issue 3
Pagenumber:8
First Page:131
Last Page:138
Tag:Wärmeübergangskoeffizient an Zylinder
cyclic load; heat transfer coefficient for cylinders
GND Keyword:Zyklische Beanspruchung; Wärmeübergang; Wärmeübergangskoeffizient; Dissipation
Dewey Decimal Classification:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
BKL-Classification:56 Bauwesen / 56.55 Bauphysik, Bautenschutz
Licence (German):License Logo Zweitveröffentlichung
Note:
This is the pre-peer reviewed version of the following article: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/bapi.202000004, which has been published in final form at https://doi.org/10.1002/bapi.202000004