Flexural tensile strength of slab covering

Table of contents

1. 1. 1. Project data
   2. AIM of project
   3. Publications

Project data

Titel | Title Versuchstechnische Ermittlung der Biegezugfestigkeit von Steindeckern und Angabe eines Bemessungswertes unter Berücksichtigung des Teilsicherheitsfaktorenkonzeptes | Experimental verification of the flexural tensile strength of slab covering and determination of a design value considering the partial safety factor concept Förderer | Funding Straßenbauamt Bautzen Zeitraum | Period 07/2002 – 08/2003 Leiter | Project Manager Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred Curbach Bearbeiter | Contributor Dr.-Ing. Dirk Proske

AIM of project

Steindecker sind Granitblöcke mit einer Länge von einem bis zu mehreren Metern, einer Breite zwischen 20 cm und einem Meter und einer Höhe zwischen 10 cm und 50 cm(Abb. 1). Sie sind in der Lausitz sehr häufig als einfache Brücken über Gräben zu finden (Abb. 2). Die Brücken mit einem Alter von knapp 200 Jahren wurden bisher nicht oder kaum nach ihrer Tragfähigkeit beurteilt. Ziel der durchgeführten Untersuchung von ca. 20 Steindeckern war die Möglichkeit des Nachweises dieser Steindecker gemäß der neuen Normengeneration mit Teilsicherheitsfaktoren. Die Teilsicherheitsfaktoren und die Fraktilwerte wurden mittels verschiedener Verfahren bzw. Grundlagen ermittelt. Diese waren

• Annahme einer Normalverteilung
• Annahme einer Log-Normalverteilung
• Annahme einer Weibullverteilung
• nach Eurocode
• nach dem Leicester Verfahren
• nach dem Öfverbeck Verfahren
• nach dem Verfahren von Jaeger
• nach der GruSiBau
• nach dem Verfahren von Reid
• nach dem Amerikanischen Standard für Probabilistische Tragfähigkeitsversuche
• nach der Australian Standard Procedure for Probabilistic Load Testing
• nach der Australian Standard Procedure for Statistical Proof Loading mittels einer vollprobabilistischen Rechnung.

Um aber diese Verfahren anwenden zu können, müssen zunächst Daten vorliegen. Dazu würden ca. 70 Werte der Biegezugfestigkeit des Granits aus der Literatur zusammengetragen und etwa 20 Steindecker auf Biegung in einem kraftgesteuerten Dreipunktbiegeversuch geprüft (Abb. 3). Zusätzlich wurden die Ergebnisse noch auf Ausreißer geprüft, da es sich bei dem Granit um verschiedene Varietäten und damit um verschiedene Grundgesamtheiten handeln kann. Es wurden zwei Teilsicherheitsfaktoren und zwei 5 % Fraktilwerte ermittelt.

Es wurde weiterhin untersucht, ob andere Parameter, wie die Druckfestigkeit oder die Spaltzugfestigkeit zur Prognose der Biegezugfestigkeit herangezogen werden können. Außerdem wurden einige Steindecker mittels zerstörungsfreier Prüfverfahren (Radar, Ultraschall) auf Klüftungen bzw. Einschlüsse untersucht.

Trotz der guten bis sehr guten Biegezugfestigkeiten des Granits kann der Fall eintreten, daß die Tragfähigkeit der Steindecker nicht mehr den heutigen Verkehrsanforderungen gerecht wird. Hier bietet sich eine Verstärkung der Steine mit CFK-Lamellen an. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden drei Steindecker mit geschlitzten CFK-Lamellen verstärkt (Abb. 4). In Abb. 5 ist der Einbau der CFK-Lamellen in umgekehrter Lage zu erkennen.

Durch den Einbau der CFK-Lamellen konnte eine deutliche Steigerung (maximal um das Zweifache) erreicht werden. Diese Ergebnisse konnte auch rechnerisch nachvollzogen werden.

Publications

Curbach, M.; Proske, D.; Günther, L.: Sicherheitskonzept für Brücken aus Granitsteinbalken. In: Mauerwerk 8 (2004), Nr. 4, S. 138-145 – doi:10.1002/dama.200490053