Bemessungs- und Konstruktionsempfehlungen für statisch wirksame Einbauteile in Textilbetonfertigteilen
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
| Titel | Title
Bemessungs- und Konstruktionsempfehlungen für statisch wirksame Einbauteile in Textilbetonfertigteilen | Dimensioning and construction recommendation for statically effective mounting parts in textile reinforced prefabricated concrete elements |
Bericht aus dem Jahrbuch 2015
Verbindungsmittel für filigrane Textilbetonelemente
Auszugversuch eines Flachankers mit 16 mm Betonüberdeckung
Der bisherige Einsatz von Textilbeton in der Baupraxis zeigt, dass neben der Verstärkung insbesondere filigrane Neubauteile aus Textilbeton eine wirtschaftliche Alternative zu konventionellen Bauweisen darstellen können. Die zunehmend beantragten und erteilten bauaufsichtlichen Zulassungen für Fertigteile aus Textilbeton, z. B. für Fassadenplatten, Sandwichkonstruktionen und Fertigteilgaragen, unterstreichen das Potenzial des Verbundwerkstoffs für den Neubau. Insbesondere die definierten Herstellungsbedingungen in Fertigteilwerken ergänzen die gute Formbarkeit der textilen Bewehrung, sodass schlanke, maßgenaue und leicht zu transportierende Bauteile in vielfältigen Formen und Größen hergestellt werden können.
Zur Verbindung von Textilbetonfertigteilen mit anderen Bauteilen zu einem Bauwerk sowie zum Ausschalen und Transport bedarf es verschiedener Einbauteile, die die auftretenden Kräfte nachweisbar und dauerhaft übertragen. Die bisherige Verwendung von Sonderanfertigungen oder geregelten Produkten, welche für den speziellen Einsatzfall abgestimmt wurden, stehen einer wirtschaftlichen und effizienten Herstellung von Textilbetonelementen jedoch entgegen. Daher wurden innerhalb des Projektes Konstruktions- und Bemessungsempfehlungen für Einbauteile entwickelt, welche sich für typische Textilbetonfertigteile und für gängige Fertigungstechnologien eignen. Hierfür wurden am Markt vorhandene Einbauteile hinsichtlich ihrer Eignung für dünne Textilbetonfertigteile ausgewählt, angepasst und untersucht.
Neben der Beanspruchbarkeit gegenüber mechanischen und thermischen Einwirkungen stand auch die Fertigungstechnologie im Fokus des Forschungsprojektes. Um typische Randbedingungen für die Untersuchungen der Einbauteile abzubilden, wurden ein im Bauwesen übliches Heavy-Tow-Carbongelege und eine fließfähige Feinbetonmischung ausgewählt. Bei der Herstellung der Probekörper konnten dadurch die fertigungstechnischen Besonderheiten des wirtschaftlichen Gießverfahrens im Zusammenhang mit dem passgenauen Einbau der Verbindungselemente untersucht werden.
Die Tragfähigkeiten wurden im Hinblick auf unterschiedliche Beanspruchungsrichtungen, Einbindetiefen und Betonfestigkeiten von verschiedenen Einbauteilen ermittelt, welche z. B. in der Fläche oder stirnseitig in Fertigteile eingebaut werden können. Im Ergebnis konnten unter der Vorgabe von konstruktiven Randbedingungen Bemessungsgleichungen und -widerstände der Verbindungsmittel angegeben werden.
Bericht aus dem Jahrbuch 2014
Verbindungen schaffen
Fixierte Textilbewehrungen mit Gewindehülse für die Betonage im Gießverfahren
Die zunehmende Erfahrung mit Textilbeton befördert den Einsatz des Materials in der Baupraxis. Bisher sind vor allem Pilotprojekte und Demonstrationsbauwerke, z. B. Verstärkungen, leichte Brücken, kleinere Gebäude oder Fassadenelemente, entstanden. Dabei zeigte sich, dass sich Textilbeton außer für Bauteilverstärkungen insbesondere für den Fertigteilbau eignet. Aufgrund der definierten Herstellungsbedingungen in Fertigteilwerken und der guten Formbarkeit der textilen Bewehrung können schlanke, maßgenaue und leicht zu transportierende Bauteile in vielfältigen Formen und Größen hergestellt werden.
Zum Ausschalen und Transport von Fertigteilen sowie zur Verbindung mit anderen Bauteilen zu einem Bauwerk bedarf es jeweils verschiedener Einbauteile, die die auftretenden Kräfte nachweisbar und dauerhaft in das Textilbetonbauteil übertragen. Diese Einbauteile müssen sich passgenau einfügen und qualitätsgerecht eingebaut werden können. Bisher wurden dazu Sonderanfertigungen verwendet oder auf vorhandene, geregelte Produkte für Stahlbeton oder Faserzement zurückgegriffen, die aber zusätzlich speziell auf den jeweiligen Einsatzfall abgestimmt und für diesen geprüft werden mussten. Dies war kosten- und zeitaufwendig, was den Einsatz von Textilbeton für Neubauteile behinderte.
Um den Anforderungen an eine wirtschaftliche und effiziente Herstellung von Textilbetonelementen gerecht zu werden, müssen also Konstruktions- und Bemessungsempfehlungen für Einbauteile entwickelt werden, welche sich für typische Textilbetonfertigteile und für gängige Fertigungstechnologien eignen. Hierzu werden am Markt vorhandene Einbauteile hinsichtlich ihrer Eignung für dünne Textilbetonfertigteile ausgewählt, angepasst und untersucht, sodass zukünftig auf geeignete Verbindungselemente auf Grundlage umfassender Untersuchungen zurückgegriffen werden kann. Drei Hauptgruppen von Einbauteilen werden im laufenden Projekt betrachtet:
- Anker und Hülsen für den Transport und die dauerhafte Montage,
- Einbauteile für schubfeste Verbindungen bei Sandwichkonstruktionen und
- Randeinfassungen für stirnseitige Verbindungen von Bauteilen.
Neben der Beanspruchbarkeit gegenüber typischen Einwirkungen steht auch die Fertigungstechnologie im Fokus des Forschungsprojektes. Als die wirtschaftlichste Herstellungsvariante für Betonfertigteile werden die Betonage im Gießverfahren und die damit einhergehenden Anforderungen an die fertigungstechnische Umsetzung untersucht.