Spannungsanalyse: Thermische Simulation in der Betontechnik

Ein leistungsfähiges Software-Tool, das in Verbindung mit fundierten Kenntnissen der Betontechnologie für die Optimierung der Materialzusammensetzung und die Vermeidung von Rissen im Beton unerlässlich ist und so die Dauerhaftigkeit des Betons erhöht

Thermische Simulation und Betontechnologie: Eine unschlagbare Kombination für optimale Ergebnisse

Bei Concrefy, Wir kombinieren unser umfassendes Fachwissen in der Betontechnologie mit fortschrittlicher Spannungssimulationssoftware. um maßgeschneiderte Beratung zu bieten. Wir wissen, dass die Vermeidung von Rissen entscheidend ist für Gewährleistung der strukturellen Integrität und Langzeithaltbarkeit von Betonstrukturen.

Aufgrund unserer langjährigen praktischen Erfahrung wissen wir, dass eine wirksame Risskontrolle bereits in einem frühen Stadium des Bauprozesses mit einer sorgfältigen Planung und Analyse beginnt. Aus diesem Grund bieten wir umfassende Spannungsanalysen und verschiedene thermische Simulationsdienste wie 3D-Simulationen an und beraten Sie von der Entwurfsphase bis hin zur Ausführung, damit Sie sich auf die Belastbarkeit Ihres Projekts verlassen können.

Was ist thermische Simulation in der Betontechnik?

Die 3D-Simulation ist eine computergestützte Methode zur Darstellung und Analyse von physikalischen Prozessen und Strukturen, die im Bau- und Ingenieurwesen für die präzise thermische Modellierung von Beton von entscheidender Bedeutung ist. Sie ist eine spezielle Form der thermischen Simulation, die die einzigartigen Eigenschaften und das Verhalten von Beton während der Produktions-, Einbau- und Nutzungsphasen berücksichtigt.
Die betontechnologische thermische Simulation bezieht sich auf die Modellierung und Analyse der Wärmeentwicklung und des thermischen Verhaltens von Beton während seines gesamten Lebenszyklus, insbesondere im Zusammenhang mit dem Aushärtungsprozess und der Temperaturkontrolle. Vorhersage baulicher Veränderungen vor der Ausführung: Die Vorhersage möglicher Änderungen an einem Bauwerk vor der Ausführung hilft, unerwartete Probleme während des Bauprozesses zu vermeiden. Überwachung von Durchbiegungen, Temperaturänderungen und Rissbildung: Simulationen können Durchbiegungen unter Last, Temperaturschwankungen, Wärmeentwicklung und potenzielle Risse oder Versagen im Beton vorhersagen und ermöglichen so präventive Anpassungen. Verbesserung der Konstruktion und Verhinderung zukünftiger Probleme: Durch die frühzeitige Erkennung dieser Risiken helfen Simulationen bei der Verfeinerung des Entwurfs und der Umsetzung von Präventivmaßnahmen, um die langfristige Haltbarkeit und Zuverlässigkeit des Bauwerks zu gewährleisten.

Warum sind Simulationen notwendig?

Speziell für alle Konstruktionen, die als Massenbeton bezeichnet werden, wird oft eine maximale Rissbreite vorgegeben. Diese kann mit der konventionellen Bauweise nicht erreicht werden
  • Einsatz von Simulationen in der Entwurfsphase: Simulationen sollten bereits in einem frühen Stadium des Entwurfsprozesses eingesetzt werden, um potenzielle Probleme zu erkennen, so dass vor Baubeginn Korrekturen vorgenommen und optimale Lösungen gefunden werden können.
  • Verhindern Sie katastrophale Folgen bei Massenbeton: Berücksichtigen Sie Temperaturschwankungen, Schwinden und lastbedingte Spannungen, um erhebliche Probleme während und nach dem Bau zu vermeiden.

Wesentliche Vorteile

  • Verbesserung der Sicherheit: Verbesserung der strukturellen Integrität durch Vorhersage und Minimierung von temperaturbedingter Rissbildung, Verbesserung der Haltbarkeit und Verhinderung katastrophaler vorzeitiger Ausfälle.
  • Kosten reduzieren: Vermeiden Sie kostspielige Rissreparaturen und reduzieren Sie Ausfallzeiten, indem Sie thermische Spannungen während der Bauphase proaktiv angehen.
  • Mehr Nachhaltigkeit: Verlängern Sie die Lebensdauer der Struktur, indem Sie die Degradation reduzieren, und senken Sie die Kohlenstoffemissionen durch optimierten Materialeinsatz und geringeren Wartungsbedarf.

Was sind die Anwendungsbereiche?

Unser umfangreiches Portfolio umfasst eine Vielzahl von Projekten, darunter Brücken, Tunnel, Viadukte, Kraftwerke, Dämme, Hochhäuser und Stadien.

Insgesamt ist die thermische 3D-Simulation ein leistungsfähiges Instrument zur Gewährleistung von Qualität, Sicherheit und Leistung bei großen und risikoreichen Bauprojekten, das die Dauerhaftigkeit und Integrität von Betonstrukturen in verschiedenen Sektoren verbessert.

  • Große Infrastrukturprojekte (Schleusen, Brücken, Tunnel usw.):
    Bei großen Infrastrukturarbeiten ist die thermische 3D-Simulation für die Vorhersage und Steuerung der Temperaturverteilung während des Aushärtungsprozesses unerlässlich. Dadurch wird die strukturelle Integrität gewährleistet, indem Risiken wie thermische Risse gemindert, die Haltbarkeit verbessert und die Gesamtlebensdauer komplexer Bauwerke wie Schleusen, Brücken und Tunnel erhöht werden.
  • Bauunternehmen im petrochemischen Sektor (große Fundamente, dicke Platten):
    In der petrochemischen Industrie werden häufig große Betonelemente wie massive Fundamente und dicke Platten gebaut. Thermische Simulationen helfen bei der Optimierung von Aushärtungsstrategien und Temperaturkontrollmaßnahmen, um die strukturelle Sicherheit und Langlebigkeit dieser kritischen Komponenten zu gewährleisten und gleichzeitig mögliche Probleme aufgrund von Temperaturgradienten zu minimieren.
  • Bauunternehmen, die im Nuklearsektor tätig sind:
    In der Nuklearindustrie sind die Anforderungen an Präzision, Sicherheit und Haltbarkeit besonders hoch. Thermische 3D-Simulationen bieten unschätzbare Einblicke in das thermische Verhalten von Betonstrukturen, die in kerntechnischen Anlagen verwendet werden. Durch die genaue Vorhersage und Kontrolle thermischer Effekte unterstützt diese Technologie die Einhaltung strenger Sicherheitsstandards und gewährleistet optimale Leistung und Stabilität.

Maximierung der Einsparungen durch thermische Simulation in Kombination mit praktischer Betontechnologie

(Aus Gründen der Vertraulichkeit wurden die Projektbeispiele anonymisiert)

Während der Ausführungsphase der folgenden Fälle spielten Simulationen für unsere Betontechnologen eine entscheidende Rolle. Sie halfen vor allem dabei, potenzielle Probleme zu erkennen, den Materialeinsatz zu optimieren und die Kosten zu senken.

Fall 1

Bei der Analyse der Ergebnisse erwies sich das Fachwissen unserer Betontechnologen als unverzichtbar. Die Betontechnologen von Concrefy analysierten die Daten, entwickelten maßgeschneiderte Mischungsempfehlungen und entwarfen detaillierte Ausführungsstrategien. Sie den Härteprozess direkt vor Ort unterstützt mit unserem mobilen Labor, die eine Prüfung in Echtzeit und ein sofortiges Eingreifen ermöglichen.

Durch die Optimierung des Wärmemanagements in einem Projekt mit Hilfe von Simulationen und Beratung durch die Spezialisten von Concrefy konnte ein Kunde Folgendes erreichen Material reduzieren Verwendung durch 15% und Kosten senken um 30.000 €. Dieses Verfahren reduziert nicht nur den Abfall, sondern verbessert auch die strukturelle Integrität, indem es übermäßige Risse verhindert.

15%

Material reduzieren

30.000

Kosten senken

Fall 2

In einem typischen Großes Bauprojekt, die Nutzung der thermischen Simulation half die Menge an Beton und Bewehrung zu reduzieren durch Optimierung des Gießprozesses. Unter Verbesserung der Temperaturkontrolle und Minimierung des RissbildungsrisikosWir haben etwa 10% Material eingespart, was einer geschätzten Kostenreduzierung von 50.000 € entspricht.

Diese Optimierung nicht nur den Materialverbrauch, sondern auch die Gesamtdauer des Projekts verkürztwas zu weiteren Kosteneinsparungen führt. Diese Optimierung ist nicht nur geringerer Materialverbrauch, aber auch kürzere Gesamtprojektdauer, was zu weiteren Kosteneinsparungen führt.

10%

Material reduzieren

50.000

Kosten senken

Erfahren Sie, wie wir mit unseren fortschrittlichen Analysediensten unter Einsatz von Simulationstechnologie Präzision und Zuverlässigkeit in Ihre Projekte bringen.

Wir von Concrefy integrieren fortschrittliche 3D-Simulationstechnologie sowohl in den Planungs- und Ausführungsphasen des Betonbaus, um die Projektergebnisse zu verbessern. Durch die Kombination fortschrittlicher Simulationen mit Echtzeit-Überwachung und fachkundiger Anleitung vor Ort stellen wir sicher, dass Betonkonstruktionen strenge Qualitätsstandards erfüllen, was zu einer verbesserten Leistung und Langlebigkeit führt.

Bei Concrefy kombinieren wir unser umfassendes Fachwissen in der Betontechnologie mit fortschrittlicher Spannungssimulationssoftware, um maßgeschneiderte Anleitungen für das Management von Rissen anzubieten, die durch Hydratationswärme in jungem Beton verursacht werden. Junger Beton verhält sich während des Aushärtungsprozesses anders als vollständig ausgehärteter Beton, was die Komplexität der Strukturmodelle erhöht.

  • Die exotherme Reaktion in jungem Beton führt zu Wärmeentwicklung.
  • Die Wärmeverteilung in Beton variiert je nach Umweltfaktoren.
  • Veränderung der Wärmeverteilung verursacht eine ungleichmäßige Ausdehnung und Dehnung des Betons.
  • Strukturelle Randbedingungen zusätzliche Zwänge, die zu Zwangsspannungen führen. Die mechanischen Eigenschaften des Betons, die diesen Beanspruchungen standhalten, entwickeln sich im Laufe der Zeit.
  • Die auftretende Spannungen kann die mechanische Zugfestigkeit übersteigen, was zur Bildung von Rissen führt.
Simulationen bieten die Möglichkeit, mehrere Szenarien vor Beginn der Arbeiten zu bewerten und ihre Auswirkungen auf den Beton, die Bewehrung, die Kühlung oder Isolierung des Betons, den Zeitplan für das Betonieren, die Konfiguration der Bewehrung und das Risiko von Spannungen/Rissen zu ermitteln. Mit Hilfe modernster Software wie DIANA FEA erstellen wir detaillierte virtuelle Modelle zur Vorhersage von Temperaturänderungen, Schwinden und belastungsinduzierten Spannungen in Massenbetonkonstruktionen. Mit diesem Ansatz können wir mehrere Szenarien bewerten und Betonmischungen, Bewehrungskonfigurationen, Kühl- oder Isolierstrategien und Betonierpläne optimieren, um Rissbildung aufgrund von Hydratationswärme wirksam zu kontrollieren.
  • Überwachung in Echtzeit mit Concremote: Während des Baus setzen wir Concremote-Sensoren ein, um die tatsächlichen Bedingungen in Echtzeit zu überwachen. Diese Daten ermöglichen sofortige Anpassungen, um optimale Aushärtungsbedingungen aufrechtzuerhalten und sicherzustellen, dass der Beton die gewünschte Festigkeit und Haltbarkeit erreicht.
  • Fachwissen vor Ort: Unsere Betontechnologen liefern maßgeschneiderte Mischungsempfehlungen und detaillierte Ausführungsstrategien. Mit unserem mobilen Labor begleiten wir den Aushärtungsprozess vor Ort, führen sofortige Tests durch und greifen bei Bedarf ein.

Die hochmoderne 3D-Simulationstechnologie

Wie funktioniert das?

Steps: Temperaturänderungen in massivem Beton - Schwinden - Belastungsinduziert

Die Simulationen basieren auf dem Finite-Elemente-Ansatz, der schneller und effizienter ist als herkömmliche Konstruktionslösungen. Bei Concrefy verwenden wir die modernste Software: DIANA FEA.

Sie bezieht sich auf die fortschrittlichsten und innovativsten Methoden zur Erstellung dreidimensionaler virtueller Modelle und Simulationen. Dadurch sind wir in der Lage, maßgeschneidertes Fachwissen über optimale Mischungen und Ausführungsstrategien zu liefern.

Mit dieser Simulationsmethode können wir die Rissbildung aufgrund der Hydratationswärme wirksam kontrollieren. Insbesondere bei Bauwerken, die als Massenbeton klassifiziert sind, wird oft eine maximale Rissbreite vorgeschrieben.

Ohne Simulationssoftware ist es nicht möglich, diese Vorgabe auf herkömmliche Weise zu realisieren.

Die Integration der Spannungssimulation mit den Betontechnologen von Concrefy bietet einen zusätzlichen Mehrwert

  • Kontrolle der Wärmeentwicklung: Simulationen visualisieren Temperaturveränderungen in jungem Beton und ermöglichen ein effektives Management der Wärmeentwicklung.
  • Entwicklung mechanischer Eigenschaften: Die Überwachung und Vorhersage der Entwicklung der mechanischen Eigenschaften von Beton gewährleistet die strukturelle Integrität.
  • Strategien für Kühlung und Isolierung: Maßgeschneiderte Pläne mildern temperaturbedingte Spannungen und verringern das Risiko von Rissbildung.
  • Optimierte Mischungsdesigns: Expertenempfehlungen für Betonmischungen verbessern Leistung und Haltbarkeit.
  • Rissprävention: Durch Simulationen werden potenzielle Risse erkannt, so dass proaktive Maßnahmen ergriffen werden können.
  • Platzierung der Bewehrung: Strategische Verstärkungspositionierung stärkt kritische Bereiche.
  • Optimierung von Bauprozessen: Die mobile Laborunterstützung vor Ort gewährleistet die Einhaltung optimaler Bauzeitpläne und -prozesse.

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