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Tragwerke aus Textilbeton - Berechnungsmodelle, Anwendungen

Möller, Bernd / Graf, Wolfgang / Hoffmann, Andreas / Sickert, Jan-Uwe / Steinigen, Frank

Tragwerke mit Bewehrung aus textilen Gelegen sind eine innovative Entwicklung im Bauwesen. Die in Feinbeton eingebettete textile Bewehrung kann für Neubauteile und nachträgliche Verstärkungen verwendet werden. Für Tragwerke aus Textilbeton werden im Beitrag Berechnungsmodelle und Anwendungsbeispiele vorgestellt, die im Sonderforschungsbereich 528 entstanden. Ein besonderer Akzent wird durch die verallgemeinerte Behandlung unscharfer Daten gesetzt, da Datenunschärfe signifikanten Einfluss auf die Systemantworten hat. Es wird insbesondere über Textilbeton mit Einzelfilamenten aus AR-Glas berichtet, der zum Verstärken bestehender Stahlbetonkonstruktionen eingesetzt werden kann. Beim Verstärken werden auf die Oberfläche der Altkonstruktion Schichten aus Feinbeton mit textilem Gelege als Bewehrung aufgebracht. Verschiedene Phänomene, die bei Tragwerken aus Textilbeton auftreten, werden geschildert: zum einen ist die Tragfähigkeit von AR-Glasfilamenten stark von Struktur- und Oberflächendefekten abhängig. Anzahl, Größe und Verteilung der Defekte sind experimentell nicht bestimmbar. Die von einem Filament aufnehmbare Zugkraft ist eine Funktion der Probenlänge. Wegen der ungleich verteilten Oberflächendefekte ist sie auch bei Proben mit gleicher Probenlänge unterschiedlich. Bei Proben mit größerer Probenlänge ist die Zugkraft wegen der zunehmenden Anzahl von Oberflächendefekten tendenziell kleiner. Die Zugkraft ist deshalb unscharf, also nicht deterministisch zu beschreiben. Zum Zweiten unterscheidet sich der Verbund im Textilbeton von dem im Stahlbeton. Im Stahlbeton werden Verbundkräfte nur an der Oberfläche des 'homogenen' Bewehrungsstahles übertragen. Im Textilbeton sind die Garne der textilen Bewehrung inhomogene Querschnitte, an deren Oberfläche und im Inneren Verbundkräfte auftreten. Im Herstellungs- und Abbindeprozess dringt Feinbeton in die Randzone ein, so dass die Randfasern diskontinuierlich und vom Rand nach innen abnehmend in Feinbeton eingebettet sind. Die Kernzone ist weitgehend frei von Feinbeton. Dieses Phänomen kann mit einem diskontinuierlichen Verbundmodell beschrieben werden. Der diskontinuierliche Verbund kann zu progressivem Versagen führen.

Structures with reinforcement consisting of textile fabrics are innovative developments in civil engineering. The textile reinforcement embedded in finegrained concrete can be applied for new constructions or supplementary strengthenings. Computational models and applications of textile concrete structures are presented in the paper, which are produced in the Collaborative Research Centre 528. The generalized treatment of uncertain data is especially pointed out, because data uncertainty influences the structural responses significantly.