Eigenspannungen und Dehnungen bei gekoppelten, solar-thermisch induzierten Temperatur- und Feuchtefeldern
- In dieser Arbeit wird das Spannungs- und Dehnungsverhalten poröser Materialien infolge von gleichzeitig auftretenden gekoppelten Temperatur- und Feuchtefeldern untersucht. Es wird gezeigt, dass feuchtebelastete poröse Materialien im Gegensatz zu temperaturbelasteten prinzipiell fast immer (mit Ausnahme des Zustandes der Feuchtegleichverteilung) Eigenspannungen aufweisen. Die Ursache ist der nichtlineare Zusammenhang des hygrischen Ausdehnungskoeffizienten mit der Materialfeuchte. Auf der Grundlage von laborativen Messungen von Materialkennwerten, insbesondere des hygrischen Ausdehnungskoeffizienten, werden am Beispiel transparent gedämmter Wände unter natürlichen Klimarandbedingungen die hygrisch und thermisch induzierten zweidimensionalen Dehnungs- und Spannungszustände mit analytischen und FE-Methoden berechnet und anschließend an Versuchsaufbauten durch Messungen verifiziert.
- The stress and strain behaviour of porous materials due to the simultaneous appearance of coupled temperature and moisture fields is investigated within the present thesis. It is shown theoretically, that moisture loaded porous materials in contradiction to temperature loaded materials feature in most cases (with exception of uniform moisture distribution) stresses. The reason is the non-linear dependence of the hygric expansion coefficient on the material moisture content. Measurements of hygric, thermal and mechanical material data, especially of the hygric expansion coefficient, were performed in laboratory. Based on these data the two-dimensional hygric and thermal induced stresses and strains of transparent insulated walls under the influence of natural climate were calculated with analytic and FE-methods. The computation results were verified with measurements on real test-walls.
