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Zum Trag- und Verformungsverhalten von Hohlkörperdecken aus Feinkorn-Hochleistungsbeton

  • Durch die Kombination von Hohlkörpern mit einem Feinkorn-Hochleistungsbeton können sehr leistungsfähige und zugleich schlanke Tragstrukturen realisiert wer-den. Dies ermöglicht einen effizienten Materialeinsatz, wodurch Beton, Betonstahl und insbesondere der im Beton enthaltene Zement gegenüber herkömmlichen Strukturen verringert werden können. Die Herstellung dieser Materialien erfordert einen hohen Einsatz von Primärenergie, sodass sich in der Folge nicht nur der Verbrauch primärer Energieträger, sondern insbesondere die Emission von Treib-hausgasen reduziert. Zur Sicherstellung einer praxisgerechten Handhabung gilt es, einen Hochleis-tungsbeton auszuwählen, der hinsichtlich seiner mechanischen Kennwerte hohen Anforderungen entspricht und zugleich gut zu verarbeiten ist. Der in der vorliegen-den Arbeit verwendete Nanodur®-Beton zeichnet sich sowohl durch seine Zug- und Druckfestigkeit als auch seinen hohen E-Modul gegenüber herkömmlichen Beto-nen aus. Er lässt sich einfach verarbeiten und kann ohne die Verwendung speziel-ler Mischanlagen hergestellt werden. Bisher durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, dass die Verwendung von Hohlkörpern das Tragverhalten von Deckenplatten maßgeblich beeinflusst. Es wurde festgestellt, dass insbesondere die Querkrafttragfähigkeit ohne Querkraft-bewehrung sowie die lokale Durchstanztragfähigkeit deutlich verringert werden, sodass diese mittels experimenteller Untersuchungen für Hohlkörperdecken aus Feinkorn-Hochleistungsbeton neu zu bewerten sind. Das Biegetrag- und das Ver-formungsverhalten können anhand dieser Ergebnisse sowie weiterer theoretischer Betrachtungen bewertet werden, da diese durch die Verwendung von Hohlkörpern im Querschnitt nur untergeordnet verändert werden. Für weitergehende Untersu-chungen wurden ein FE-Berechnungsmodell an den ermittelten Daten kalibriert und die Eingaben an Versuchen validiert. Die Untersuchungsergebnisse haben gezeigt, dass bereits bestehende Berech-nungs- bzw. Bemessungsansätze nur mit Einschränkungen auf Hohlkörperdecken aus Feinkorn-Hochleistungsbeton übertragen werden können. Die Bemessung der Biegetragfähigkeit und der lokalen Durchstanztragfähigkeit wurde anhand von bereits vorliegenden Konzepten modifiziert und durch Parameter zur Berücksichti-gung des feinkörnigen Nanodur®-Betons sowie der gegenüber von herkömmli-chen Betonen reduzierten Betondeckung von Bewehrung und Hohlkörpern ergänzt. Die Berechnung der Verformungen wurde auf Grundlage etablierter Ansätze so-wohl für Hohlkörperdecken als auch für massiv ausgeführte Querschnitte aus Na-nodur®-Beton an den durchgeführten Versuchen kalibriert. Zur Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit ohne Querkraftbewehrung wurde ein Modell an den experi-mentellen Untersuchungen validiert, das auf der individuellen Ermittlung der drei Haupttraganteile der Querkrafttragfähigkeit (ungerissene Betondruckzone, Rissrei-bung sowie Dübelwirkung der Längsbewehrung) basiert. Aufgrund der Komplexität dieses Modells wurde weiterhin ein Konzept entwickelt, das die praxisgerechte Bemessung der Querkrafttragfähigkeit ohne Querkraftbewehrung von Hohlkörper-decken aus Feinkorn-Hochleistungsbeton ermöglicht. Abschließend wird die Anwendung der in dieser Dissertation erarbeiteten Berech-nungs- und Bemessungsmodelle an einem Anwendungsbeispiel veranschaulicht.

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Metadaten
Author:Tobias Stallmann
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-60767
Advisor:Jürgen Schnell, Christian Glock
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Publication Date:2020/09/08
Year of Publication:2020
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2020/09/07
Date of the Publication (Server):2020/09/11
Tag:Bemessungsmodell; Hohlkörperdecken; Lokale Durchstanztragfähigkeit; Nanodur-Beton; Querkrafttragfähigkeit; Schubspannung
Number of page:XIII, 469
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Bauingenieurwesen
DDC-Cassification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Licence (German):Creative Commons 4.0 - Namensnennung, nicht kommerziell, keine Bearbeitung (CC BY-NC-ND 4.0)