Bemessungsmodell für gegen Impakt verstärkte Platten
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Projektdaten
| Titel | Title Promotionsprojekt A5/III: Bemessungsmodell für Entwurf, Konstruktion und Berechnung von gegen Impakt verstärkten Platten als Teilprojekt des GRK 2250 | Doctoral projekt A5/III: Engineering model for calculation, design and construction of RC slabs strengthened against impact loading as part of the RTG 2250 Förderer | Funding Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) / GRK 2250 Zeitraum | Period 05/2023 – 04/2026 (3. Kohorte | 3rd cohort) Projektleiterin | Project manager apl. Prof. Dr.-Ing. Birgit Beckmann Bearbeiter | Contributor |
Bericht aus dem Jahrbuch 2023
Verstärkung auf beiden Seiten
Impaktversuch auf Platte mit Dämpfungssystem an der Oberseite und rückseitiger Verstärkungsschicht
In der Regel weisen bestehende Konstruktionen aus Stahlbeton lediglich einen begrenzten Widerstand gegenüber stoßartigen Belastungen auf. Das Graduiertenkolleg (GRK) 2250 „Mineral-bonded composites for enhanced structural impact safety” widmet sich daher intensiv der Erforschung und Optimierung des Bauteilverhaltens unter Impaktbelastungen.
In den ersten beiden Kohorten des Promotionsprojekts A5 stand die Erforschung von dünnen, rückseitig aufgetragenen Verstärkungsschichten aus mineralischen Kompositen auf Stahlbetonplatten sowohl mit als auch ohne Querkraftbewehrung im Vordergrund. In der aktuellen dritten Kohorte wird dies durch die Betrachtung einer vorderseitig applizierten mineralisch gebundenen Dämpfungsschicht ergänzt. Münden soll diese Forschung in einem Ingenieurmodell, welches das Verhalten derart verstärkter Stahlbetonplatten beschreibt.
Zum Ende der zweiten Kohorte wurde eine finale Testserie zur Zusammenführung der Forschungen mehrerer Promotionsprojekte des GRK in der Fallturmanlage des Instituts durchgeführt. Hierzu wurden sowohl Probekörper mit unterseitig appliziertem Carbonbeton (Thema in A5/I und II) oder einer oberseitig aufgebrachten Dämpfungsschicht (Thema von Projekt A6/II) als auch Platten mit einer Kombination aus beidem geprüft. Dabei zeigte sich, dass das im Projekt A6/II entwickelte mehrschichtige Dämpfungssystem effektiv die in den Probekörper eingebrachte Impaktbelastung minderte und oberseitige Abplatzungen vollständig verhinderte. Das Lösen von rückseitigen Bruchstücken konnte ebenfalls reduziert werden. In dieser Hinsicht zeigten die rückseitigen Verstärkungsschichten ihre Leistungsfähigkeit, da diese durch ihre Membranwirkung das Herauslösen von Bruchstücken vollständig verhindern konnten. Eine Kombination beider positiver Effekte führte zu einer wesentlichen Reduktion der Plattenschädigung im getesteten Geschwindigkeitsbereich und einem erfolgreichen Abschluss der Arbeiten der zweiten Kohorte.
In der dritten Kohorte wird das System der beidseitig verstärkten Platten anhand eines Dreimassenschwingers betrachtet. Dabei beschreiben die einzelnen Federn das globale Biegeverhalten, das lokale Stanzverhalten sowie die (gedämpfte) Einwirkung des Impaktors. Das Verhalten des vereinfachten dynamischen Modells soll anhand von Versuchen verifiziert und verbessert werden.