Einfluß der Beanspruchungsgeschwindigkeit auf das mechanische Verhalten von unlegiertem Baustahl - Teil 2

Die unerwartet schweren Schäden der Erdbeben von Northridge 1994 und Kobe 1995 an entsprechend bemessenen Stahlkonstruktionen haben in Erinnerung gerufen, daß mit einem signifikanten Einfluß der Beanspruchungsgeschwindigkeit auf das mechanische Materialverhalten von unlegiertem Baustahl gerechnet werden muß. Mangels entsprechender Grundlagen für erdbebentypische Beanspruchungen wurde im Rahmen eines DFG-Forschungsvorhabens die Geschwindigkeitssensitivität des mechanischen Verhaltens von handelsüblichem Baustahl S 355 umfangreich experimentell untersucht. Wesentliche Ergebnisse werden vorgestellt. Chargenunabhängig besteht bei unlegierten Baustählen sowohl bei einmaliger als auch bei wiederholter Beanspruchung bis in den inelastischen Bereich in diesem eine signifikante Abhängigkeit des Spannungs-Verzerrungs-Verhaltens von der Beanspruchungsgeschwindigkeit. Zugleich kann das Auftreten von Relaxations- und Kriechphänomenen bei Raumtemperatur auf den Einfluß der Beanspruchungsgeschwindigkeit zurückgeführt werden. Für den Einsatz im Rahmen von FEM-Berechnungen wird auf der Grundlage einer langjährig durch die DFG geförderten Forschungstätigkeit (SFB 319) ein Modell zur konsistenten Beschreibung des komplexen Materialverhaltens unlegierter Baustähle vorgestellt. Vergleichsrechnungen einiger experimenteller Untersuchungen mit dem exemplarisch in ANSYS® implementierten Materialmodell veranschaulichen die Beschreibungsmöglichkeiten der vorgeschlagenen Modellformulierung.