Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Versuche zum Maßstabseinfluss bei kombinierter Beanspruchung aus Biegung und Längskraft von dünnen Bauteilen aus ultrahochfestem Faserfeinkornbeton (UHFFB).Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben RE 813/6-1
Der Einsatz von UHFFB (ultrahochfesten Faserfeinkornbetonen) ist besonders vorteilhaft und wirtschaftlich, wenn man im Wesentlichen ohne Betonstahlbewehrungen auskommt. Bedingt durch die hohe Druckfestigkeit von UHFFB ist dieser Werkstoff für eine Kombination mit Vorspannung prädestiniert, um z.B. bei Flächentragwerken oder Stabtragwerken hohe Zugspannungen aufnehmen zu können. Es wurde der Maßstabseinfluss in Bezug auf die Bauteilhöhe h sowie auch der Prüfkörperform, d.h. des Bauteilverhältnisses b/h, von faserbewehrten UHFB untersucht. In den Versuchen an Prismen wurden die Beanspruchungsarten axialerZug und reine Biegung sowie die kombinierte Beanspruchung von Biegemoment und Normalkraft (Zug und Druck) geprüft. Weiter beinhalteten Biegeversuche an Prismen aus Ductal unter Schwell- und Wechselbeanspruchungen mit bis zu 250 Zyklen, um die Ausnutzung der Biegezugfestigkeit nach Mikrorissbildung zu überprüfen. Die Biegeversuche zur Wechsel- und Schwellbelastung mit dem Beton Ductal ergaben, dass auch nach Überschreiten der Elastizitätsgrenze die Biegerandspannung im Bereich der Mikrorissbildung bei Schwell- und Wechselbeanspruchungen bis ca. zum 2-fachen Wert der Elastizitätsgrenze bzw. bis ca. 70 % der Biegezugfestigkeit ausgenutzt werden kann. Somit muss bei schwellenden oder wechselnden Belastungen bis maximal n = 250 Zyklen nicht gefordert werden, dass nur der niedrige elastische Bereich ausgenutzt werden kann, was sehr unwirtschaftlich wäre. Die Versuche an dem Beton Duracrete Plus bestätigten den Maßstabseinfluss, der bei den Versuchen an Ductal festgestellt wurde. Somit konnte insgesamt erreicht werden, den Maßstabseinfluss sowohl für zentrischen Zug als auch für Biegung aufzuzeigen. Insbesondere konnte auch der Einfluss der Prüfkörperform deutlich gemacht werden, dass mit zunehmendem Verhältnis b/h die Festigkeit abfällt. Somit sind infolge der ausgeprägten Faserorientierung Prüfkörper mit kleinen Abmessungen und b = h oder Zylinder für Prüfungen der Zugfestigkeit vielleicht geeignet, um verschiedene Materialien zu vergleichen, aber sie liefern unsichere Werte für die Bemessung, und zwar insbesondere für Flächentragwerke.
Versuche zum Maßstabseinfluss bei kombinierter Beanspruchung aus Biegung und Längskraft von dünnen Bauteilen aus ultrahochfestem Faserfeinkornbeton (UHFFB).Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben RE 813/6-1
Der Einsatz von UHFFB (ultrahochfesten Faserfeinkornbetonen) ist besonders vorteilhaft und wirtschaftlich, wenn man im Wesentlichen ohne Betonstahlbewehrungen auskommt. Bedingt durch die hohe Druckfestigkeit von UHFFB ist dieser Werkstoff für eine Kombination mit Vorspannung prädestiniert, um z.B. bei Flächentragwerken oder Stabtragwerken hohe Zugspannungen aufnehmen zu können. Es wurde der Maßstabseinfluss in Bezug auf die Bauteilhöhe h sowie auch der Prüfkörperform, d.h. des Bauteilverhältnisses b/h, von faserbewehrten UHFB untersucht. In den Versuchen an Prismen wurden die Beanspruchungsarten axialerZug und reine Biegung sowie die kombinierte Beanspruchung von Biegemoment und Normalkraft (Zug und Druck) geprüft. Weiter beinhalteten Biegeversuche an Prismen aus Ductal unter Schwell- und Wechselbeanspruchungen mit bis zu 250 Zyklen, um die Ausnutzung der Biegezugfestigkeit nach Mikrorissbildung zu überprüfen. Die Biegeversuche zur Wechsel- und Schwellbelastung mit dem Beton Ductal ergaben, dass auch nach Überschreiten der Elastizitätsgrenze die Biegerandspannung im Bereich der Mikrorissbildung bei Schwell- und Wechselbeanspruchungen bis ca. zum 2-fachen Wert der Elastizitätsgrenze bzw. bis ca. 70 % der Biegezugfestigkeit ausgenutzt werden kann. Somit muss bei schwellenden oder wechselnden Belastungen bis maximal n = 250 Zyklen nicht gefordert werden, dass nur der niedrige elastische Bereich ausgenutzt werden kann, was sehr unwirtschaftlich wäre. Die Versuche an dem Beton Duracrete Plus bestätigten den Maßstabseinfluss, der bei den Versuchen an Ductal festgestellt wurde. Somit konnte insgesamt erreicht werden, den Maßstabseinfluss sowohl für zentrischen Zug als auch für Biegung aufzuzeigen. Insbesondere konnte auch der Einfluss der Prüfkörperform deutlich gemacht werden, dass mit zunehmendem Verhältnis b/h die Festigkeit abfällt. Somit sind infolge der ausgeprägten Faserorientierung Prüfkörper mit kleinen Abmessungen und b = h oder Zylinder für Prüfungen der Zugfestigkeit vielleicht geeignet, um verschiedene Materialien zu vergleichen, aber sie liefern unsichere Werte für die Bemessung, und zwar insbesondere für Flächentragwerke.
Versuche zum Maßstabseinfluss bei kombinierter Beanspruchung aus Biegung und Längskraft von dünnen Bauteilen aus ultrahochfestem Faserfeinkornbeton (UHFFB).Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben RE 813/6-1
Frettlöhr, Björn (Autor:in) / Reineck, Karl-Heinz (Autor:in)
2009
283 Seiten, Bilder, Tabellen, 15 Quellen
Report
Deutsch
Tragverhalten von dünnen Bauteilen aus ultrahochfestem Faserfeinkornbeton
| Tema Archiv | 2007