Lohaus

Projektinformationen

Wickelverstärkte Hybridrohre

Antragsteller | Applicant: Prof. Dr.-Ing. Ludger Lohaus
Projektnummer | Project number: 257623116
Leibniz Universität Hannover, Institut für Baustoffe, Appelstr. 9A, 30167 Hannover
+49 511 762 3722 | institut@baustoff.uni-hannover.de | www.baustoff.uni-hannover.de

Berichts-/Förderzeitraum | Reporting/funding period: 01.04.2015–31.05.2018
Team | Team: Niklas Scholle (01.04.2015–30.11.2015), Jan Markowski (01.12.2015–31.05.2018)

Kurzvorstellung

Um mit Beton leicht bauen zu können, müssen neue Konstruktionskonzepte entwickelt werden, die die traditionellen Entwurfsprinzipien der Betonbauweise erweitern. Dies führt einerseits zu formoptimierten Konstruktionen (form follows force), andererseits aber auch zu neuen Kombinationen in der Materialauswahl im Sinne eines material follows force. Der Gedanke, beide Konstruktionsprinzipien auch unter dem Aspekt günstiger herstellungstechnischer Randbedingungen zu vereinen, bildet den Kerngedanken des SPP-Teilprojekts Wickelverstärkte Hybridrohre.

© IfB Hannover

Das Ziel des Forschungsprojektes besteht in der Entwicklung einer material- und formoptimierten Konstruktionsweise für leichte Stabtragwerke aus wickelverstärkten Hybridrohren. Als Besonderheit dieser Konstruktionsweise wird jeder Komponente des Bauteilquerschnitts ein spezifischer Aufgabenbereich im Lastabtrag zugewiesen. Eine vergleichsweise dünne Kernschicht aus Hochleistungsbeton übernimmt als Hauptaufgabe die Funktion, die Längsdruckkräfte abzutragen. Dieser Betonkern ist innen und außen von einem Stahlblech umgeben. Diese Bleche erzeugen eine für die Bauteilduktilität notwendige Stützwirkung und dienen darüber hinaus als verlorene Schalung im Sinne einer vereinfachten Herstellung des Hohlprofils. Diese Stützwirkung ist dann besonders effektiv, wenn die äußere Schicht des Bauteilquerschnitts in Längsrichtung möglichst weich und in Umfangsrichtung möglichst steif ausgelegt wird. Ein solches anisotropes Materialverhalten kann besonders vorteilhaft durch den Einsatz von Faserkunststoffverbunden als Wickelverstärkung realisiert werden.

Um Modelle zur Beschreibung des Tragverhaltens solcher wickelverstärkten Hybridrohre unter zentrischer und exzentrischer Normalkraft herzuleiten, sollen die drei maßgebenden Strukturkomponenten Betonkern, Stahlblech und Faserkunststoff-Wickelverstärkung in experimentellen und numerischen Untersuchungen variiert werden. Auf diese Weise sollen neuartige Leichtbaustrukturen aus Beton etabliert werden, die sogar ein geringeres Gewicht als vergleichbar tragfähige Stahlprofile aufweisen.

Publikationen

• Markowski, J.; Lohaus, L.: UHPC Sandwich Structures with Composite Coating under Compressive Load. Acta Polytechnica CTU Proceedings 7 (2016), S. 38–42 – DOI: 10.14311/APP.2017.7.0038
• Lohaus, L.; Markowski J.: Rohrförmige Drucktragglieder aus Ultrahochfestem Beton – Wirkung der Blechummantelung und Wickelverstärkung auf Duktilität und Resttragfähigkeit. In: Pahn, M.; Thiel, C.; Glock, C. (Hrsg.): Vielfalt im Massivbau – Festschrift zum 65. Geburtstag von Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schnell, TU Kaiserlautern / Ernst & Sohn, 2018, S. 501–514
• Markowski, J.; Lohaus, L: Winding Reinforced UHPC Sandwich Structures for Lightweight Jackets for Offshore Megastructures. In: Journal of Physics: Conference Series 1356 (2019) – Proc. of 16th Deep Sea Offshore Wind R&D conf., 16.–18.01.2019 in Trondheim (Norwegen), 2019, 9 Seiten – DOI: 10.1088/1742-6596/1356/1/012027
• Markowski, J.; Lohaus, L.: Ultra-high Performance Concrete Sandwich Structures as Basic Element of Offshore Mega Structures – A Finite Element Model. In: The International Society of Ocean and Polar Engineers (Hrsg.): Proc. of 29th Int. Ocean and Polar Engineering Conf. (ISOPE), 16.–21.06.2019 Honolulu (Hawaii, USA), 2019, paper ISOPE-I-19-619, S. 4128–4134
• Markowski, J.; Lohaus, L.: Innovatives Bewehrungskonzept für leichte Stützen aus ultra-hochfestem Beton. In: Beiträge zur 7. DAfStb-Jahrestagung mit 60. Forschungskolloquium, 28./29.10.2019 in Hannover, Hannover: Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover, 2019, S. 183–195 – DOI: 10.15488/5538
• Markowski, J.: Zum Tragverhalten von Hohlzylindern aus Ultra-hochfestem Beton mit Bewehrung aus Stahlblech und Kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff. (Dissertation, geplante Einreichung | planned submission: 2022)
• Schlussbericht: https://doi.org/10.25368/2022.340