Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Ersteinsatz von optischen Messfasern in Holzbauteilen. Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben: Hochleistungsholztragwerke - HHT - Entwicklung von hochbelastbaren Verbundbauweisen im Holzbau mit faserverstärkten Kunststoffen, technischen Textilien und Formpressholz. Aufstockung: Ersteinsatz von optischen Messfasern in Holzbauteilen
Durch steigendes Umweltbewusstsein und verstärkte Forderung nach Nachhaltigkeit wird der Marktanteil von Holz- und Holzverbundkonstruktionen zukünftig deutlich ansteigen. Holz stellt einen leistungsfähigen Baustoff mit hoher Druck-, Zug- und Biegefestigkeit bei geringem Gewicht dar. Es kann in verschiedenartiger Weise für tragende Konstruktionen, u. a. auch Brücken, eingesetzt werden. Dafür sind insbesondere neuartige Verbundbauweisen geeignet, um die Vorteile von Holz nutzen und eventuelle Schwächen korrigieren zu können. Neuartige Bauweisen erfordern eine experimentelle Begleitung, um die bei der Planung vorgesehene Art der Beanspruchung und das Verhalten der Konstruktion verfolgen zu können. Gesamtziel des Arbeitspaketes "Ersteinsatz von optischen Messfasem in Holzbauteilen" war daher die Entwicklung einer Technologie zur Messung der Dehnung In Holz- und Holzverbundbauteilen mit Hilfe faseroptischer Sensoren. Als wissenschaftlich-technische Herausforderungen waren hierbei die Entwicklung einer langzeitstabilen Applizierungstechnologie für Glasfasern in Holz und Kunstharzpressholz (KHP) sowie fertigungs- und einsatzspezifische Problemstellungen zu sehen. Mit den durchgeführten Laborversuchen, der Realisierung einer Pilotbrücke und den In-Situ-Prüfungen konnte die Eignung der eingesetzten strukturlntegrierten faseroptischen Sensorik für Kurz- und Langzeituntersuchungen gezeigt werden. Die entwickelte Einbettungstechnologie erwies sich als praktikabel und für eine gute Dehnungsübertragung vom Matrixwerkstoff Holz bzw. KHP auf die modifizierten Sensorfasern geeignet. Bei allen Untersuchungen lieferte die faseroptische Sensorik praktisch identische Dehnungswerte wie die Referenzsensorik. Für die zuverlässige Messwertübertragung war vor allem auch die Gestaltung der Sensorausgänge sowie Anbindung und Schutz der Obertragungskabel entscheidend.
The market share of timber structures and wood based hybrid structures will be clearly increasing over the next few years because of higher environmental awareness and stronger demand for sustainabilky. Timber is an efficient building material with high compression, tensile, and bending strength and it is characterized by low weight. It can be used in different ways for bearing structures, i.e. bridges. New hybrid construction types are particularly qualified to use the advantages of wood und minimize the disadvantages. New construction types need monitoring, to observe the stress and strains for which they were designed and the structures' behavior. The aim of the work package "Ersteinsatz von optischen Messfasem In Holzbauteilen" ("first usage of fiber optic measurement in timber elements") was the development of a technology for measuring the lengthening in timber elements and wood based hybrid elements by using fiber optic sensors. The scientific and technical challenge was to develop an application-technology for fiber glass In timber and densified veneer wood of a longterm stability as well as to solve manufacturing and specific implementing problems. In laboratory tests as well as with the erection of a footbridge and during in-situ tests could be shown that the used structural integrated fibre optic sensor technology Is suitable for short and long term measurement. The developed embedding-technology turns out to be practical and fit for a good transfer of strain-values from timber, respectively densified veneer wood to the modified sensoric fibers. In all studies, the fiberoptic sensors showed nearly identical strain-values according to the reference sensor technology. The design of the sensor-outgoing and the protection of the transmission-cable was important for the steady datatransmission.
Ersteinsatz von optischen Messfasern in Holzbauteilen. Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben: Hochleistungsholztragwerke - HHT - Entwicklung von hochbelastbaren Verbundbauweisen im Holzbau mit faserverstärkten Kunststoffen, technischen Textilien und Formpressholz. Aufstockung: Ersteinsatz von optischen Messfasern in Holzbauteilen
Durch steigendes Umweltbewusstsein und verstärkte Forderung nach Nachhaltigkeit wird der Marktanteil von Holz- und Holzverbundkonstruktionen zukünftig deutlich ansteigen. Holz stellt einen leistungsfähigen Baustoff mit hoher Druck-, Zug- und Biegefestigkeit bei geringem Gewicht dar. Es kann in verschiedenartiger Weise für tragende Konstruktionen, u. a. auch Brücken, eingesetzt werden. Dafür sind insbesondere neuartige Verbundbauweisen geeignet, um die Vorteile von Holz nutzen und eventuelle Schwächen korrigieren zu können. Neuartige Bauweisen erfordern eine experimentelle Begleitung, um die bei der Planung vorgesehene Art der Beanspruchung und das Verhalten der Konstruktion verfolgen zu können. Gesamtziel des Arbeitspaketes "Ersteinsatz von optischen Messfasem in Holzbauteilen" war daher die Entwicklung einer Technologie zur Messung der Dehnung In Holz- und Holzverbundbauteilen mit Hilfe faseroptischer Sensoren. Als wissenschaftlich-technische Herausforderungen waren hierbei die Entwicklung einer langzeitstabilen Applizierungstechnologie für Glasfasern in Holz und Kunstharzpressholz (KHP) sowie fertigungs- und einsatzspezifische Problemstellungen zu sehen. Mit den durchgeführten Laborversuchen, der Realisierung einer Pilotbrücke und den In-Situ-Prüfungen konnte die Eignung der eingesetzten strukturlntegrierten faseroptischen Sensorik für Kurz- und Langzeituntersuchungen gezeigt werden. Die entwickelte Einbettungstechnologie erwies sich als praktikabel und für eine gute Dehnungsübertragung vom Matrixwerkstoff Holz bzw. KHP auf die modifizierten Sensorfasern geeignet. Bei allen Untersuchungen lieferte die faseroptische Sensorik praktisch identische Dehnungswerte wie die Referenzsensorik. Für die zuverlässige Messwertübertragung war vor allem auch die Gestaltung der Sensorausgänge sowie Anbindung und Schutz der Obertragungskabel entscheidend.
The market share of timber structures and wood based hybrid structures will be clearly increasing over the next few years because of higher environmental awareness and stronger demand for sustainabilky. Timber is an efficient building material with high compression, tensile, and bending strength and it is characterized by low weight. It can be used in different ways for bearing structures, i.e. bridges. New hybrid construction types are particularly qualified to use the advantages of wood und minimize the disadvantages. New construction types need monitoring, to observe the stress and strains for which they were designed and the structures' behavior. The aim of the work package "Ersteinsatz von optischen Messfasem In Holzbauteilen" ("first usage of fiber optic measurement in timber elements") was the development of a technology for measuring the lengthening in timber elements and wood based hybrid elements by using fiber optic sensors. The scientific and technical challenge was to develop an application-technology for fiber glass In timber and densified veneer wood of a longterm stability as well as to solve manufacturing and specific implementing problems. In laboratory tests as well as with the erection of a footbridge and during in-situ tests could be shown that the used structural integrated fibre optic sensor technology Is suitable for short and long term measurement. The developed embedding-technology turns out to be practical and fit for a good transfer of strain-values from timber, respectively densified veneer wood to the modified sensoric fibers. In all studies, the fiberoptic sensors showed nearly identical strain-values according to the reference sensor technology. The design of the sensor-outgoing and the protection of the transmission-cable was important for the steady datatransmission.
Ersteinsatz von optischen Messfasern in Holzbauteilen. Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben: Hochleistungsholztragwerke - HHT - Entwicklung von hochbelastbaren Verbundbauweisen im Holzbau mit faserverstärkten Kunststoffen, technischen Textilien und Formpressholz. Aufstockung: Ersteinsatz von optischen Messfasern in Holzbauteilen
Hamann, Martin (Autor:in) / Kubowitz, Petra (Autor:in) / Habel, Wolfgang (Autor:in) / Hofmann, Detlef (Autor:in)
2013
97 Seiten, 54 Bilder, 4 Tabellen, 18 Quellen
Report
Deutsch
Holz , faseroptischer Sensor , Holzbau , Dehnung , optische Faser , Verbundbauweise , Glasfaser , Verbundbauteil , faserverstärkter Kunststoff , technisches Textil , Baustoff , Messtechnik , Nachhaltigkeit , Zugfestigkeit , Biegefestigkeit , Forschungsvorhaben , Laborversuch , Langzeituntersuchung , Messwertübertragung , Hybridbauweise , Furnierholz , optisches Messen , Lösungsmittelherstellung
| UB Braunschweig | 2013