Promotion Franz Bracklow

Am 05.09.2024 verteidigte Herr Dipl.-Ing. (FH) Franz Bracklow erfolgreich seine wissenschaftliche Arbeit im Rahmen des Promotionsverfahrens mit dem Thema „Stahlbetonplatten unter Stoßbeanspruchung und Quantifizierung mineralisch gebundener Verstärkungsschichten“. Neben dem Vorsitzenden der Promotionskommission, Prof. Dr. Alexander Zeißler, (TU Dresden), waren als Gutachter Herr Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred Curbach (TU Dresden) und Prof. Dr. Thomas Braml (Universität der Bundeswehr München) anwesend. Online zugeschaltet war Prof. Eric Jacques (Virginia Polytechnic Institute and State University).

Abstract:

Der Baustoff Stahlbeton gilt aufgrund seiner guten Materialeigenschaften sowie der vielseitigen Verwendbarkeit gemeinhin als Baustoff des 21. Jarhunderts. Während die statische Wirkungsweise weitgehend untersucht ist, existieren jedoch im Bereich von stoßartigen Beanspruchungen, z. B. infolge Steinschlag, Schiffs-, Fahr-, oder Flugzeuganprall offene Fragen hinsichtlich des Material- und Bauteilverhaltens. So zeigen beispielsweise verschiedene in der Literatur dokumentierte Impaktexperimente auf Strukturebene, dass die Nutzung von Schubbewehrungen unterschiedliche Ergebnisse zur Folge hat, wohingegen dichtere Biegebewehrungen oder insbesondere vergrößerte Plattendicken durchweg positive Tendenzen aufzeigen. Alle genannten Parameter haben gemein, dass diese ausschließlich im Bauprozess beeinflussbar sind und eine nachträgliche Anpassung, beispielsweise der Bauteilgeometrie oder der inneren Bewehrung infolge gestiegener Anforderungen nur bedingt möglich ist. In Zeiten notwendiger Rohstoffeinsparungen gewinnen Konzepte zur nachträglichen Ertüchtigung bestehender Kostruktionen daher zunehmend an Bedeutung. Eine Möglichkeit zur Verstärkung ist die Applikation von mineralisch gebundenen Schichten aus Textilbeton (TRC) oder Carbonbeton (CRC), deren Funktionsweise unter Impakt breits quantitativ bestätigt werden konnte.

An die beschriebene Ausgangssituation anknüpfend besteht die Zielstellung der vorliegenden Arbeit in der Untersuchung der Einflüsse verschiedener Bewehrungszustände sowie von rückseitigen Verstärkungsschichten auf das Impaktverhalten von Stahlbetonplatten. Hierfür erfolgte die Realisierung einer experimentellen Parameterstudie im Rahmen eines zusammenhängenden
Versuchsprogramms innerhalb der Fallturmanlage des Otto-Mohr-Laboratoriums
(OML) des Instituts für Massivbau (IMB) der Technischen Universität Dresden (TUD). Es wurden insgesamt 37 Impaktversuche in acht verschiedenen Probekörperkonfigurationen durchgeführt, das jeweilige Bauteilverhalten mittels sogenannter Widerstandsspektren quantifiziert und die Plattenschädigung bzw. der innere Bruchkörper analysiert. Zusätzliche Impakttests zur Wiederholbarkeit sowie statische Experimente erfolgten zur Beurteilung der Reproduzierbarkeit der erzielten Ergebnisse sowie zur Ableitung der quasi-statischen Tragfähigkeit. Es zeigte sich, dass durch die Applikation einer rückseitigen Verstärkungsschicht das Perforations- und insbesondere das Scabbingverhalten unter Impaktbeanspruchung gesteigert werden konnten, wobei die Größe der Zunahme in Abhängigkeit des inneren Bewehrungszustandes steht. Das Laststeigerungspotenzial
unter quasi-statischer Beanspruchung konnte aufgrund der intensiven Lokalisation der Schädigung dabei jedoch nicht vollständig ausgeschöpft werden. Im Rahmen einer abschließenden emprischen Auswertung erfolgte die Analyse vorhandener Überschlagsformeln zur Beurteilung des Bauteilverhaltens von Stahlbetonplatten unter Impaktbeanspruchung. Ein ausgewählter Ansatz diente dabei als Grundlage für die Anpassung der Formeln an die erzielten Ergebnisse der Probekörper mit zusätzlicher Verstärkungsschicht.

Im Rahmen einer anschließenden Nach- bzw. Vorausrechnung des Scabbing- und Perforationsverhaltens weiterer Experimente mit und ohne Verstärkungsschicht konnte der entwickelte Ansatz validiert und ein Ausgangspunkt für anknüpfende experimentelle Untersuchungen erarbeitet werden.

Wir gratulieren Franz Bracklow herzlich zum abgeschlossenen Promotionsverfahren und wünschen ihm alles erdenklich Gute und viel Erfolg für seinen weiteren Weg.