Projektbereich D: Bauteile
Die Teilprojekte des Projektbereiches D haben experimentelle Untersuchungen an textilbewehrten Bauteilen, die Bewertung mechanischer Eigenschaften mit Hilfe zerstörungsfrei arbeitender bildgebender Verfahren sowie die Entwicklung von Berechnungsmodellen zur numerischen Simulation des Tragverhaltens textilbewehrter Bauwerke zum Gegenstand.
Die experimentellen Untersuchungen in den Teilprojekten D1 und D4 konzentrieren sich in der dritten Phase des Sonderforschungsbereiches auf normalkraftbeanspruchte Stützen sowie torsionsbeanspruchte Balken. Bei den Stützen wird eine Verstärkungswirkung vor allem im Bereich der Lasteinleitung erwartet. Die textile Bewehrung soll eine zusätzliche Umschnürung des Betons bewirken, so daß der mehraxiale Spannungszustand verbessert und die Druckfestigkeit höher ausgenutzt werden kann. Die Tragfähigkeit der torsionsbeanspruchten Balken soll durch eine spiralförmig umlaufende textile Bewehrung verbessert werden. Infolge der Anpassung des Bewehrungsverlaufs an die Belastungsrichtung wird eine besonders effektive Verstärkungswirkung erwartet. Die bisherigen Untersuchungen zur Biege- und Querkraftverstärkung von Bauteilen werden in dieser Phase mit den Versuchen zur Querkraftverstärkung von vorgeschädigten verstärkten Plattenbalken abgeschlossen.
Im Teilprojekt D2 werden die Berechnungsmodelle so weiterentwickelt, daß wichtige der numerischen Simulation noch nicht zugängliche Effekte des Tragverhaltens textilverstärkter Bauwerke beurteilt werden können. Die Fuzzy-Stochastische Finite Elemente Methode (FSFEM) wird so weiterentwickelt, daß Datenunschärfe bei Materialparametern und beim Verbundverhalten erfaßt werden kann. Das Multi-Referenzebenen-Modell wird durch Kopplung mit Makro-Meso-Interaktion eine detailliertere Verbund- und Strukturmodellierung ermöglichen. Zur Berücksichtigung zeitabhängiger Einwirkungen wird die FSFEM um fuzzy-zufällige Bewegungsgleichungen erweitert. Außerdem wird das Multi-Referenzebenen-Modell so fortentwickelt, daß Gesamtstabilitätsuntersuchungen textilverstärkter Stahlbeton-Tragwerke und die Berechnungen von Schichtenholz mit textiler Bewehrung möglich werden.
Diese weiterentwickelten Berechnungsmodelle sind Voraussetzung für die gesicherte Bewertung des Tragverhaltens, für zuverlässige Sicherheitsaussagen und für Schädigungsprognosen.
Die Ergebnisse aller Versuche dienen der Entwicklung ingenieurgemäßer Bemessungsmodelle sowie der Verifizierung der numerischen Berechnungsmodelle. Numerische Berechnungsmodelle erlauben kostengünstige Parameterstudien zur Klärung von Verstärkungseffekten sowie die Simulation experimentell nicht oder nur schwer nachvollziehbarer mechanischer Effekte. Die inTeilprojekt D3 angewandte Computertomographie stellt ein zerstörungsfrei arbeitendes bildgebendes Verfahren dar, mit dem der innere Aufbau eines Objektes und dessen Struktur erfaßt und ausgewertet werden können. Im Rahmen des SFB kommt das Aufnahmeverfahren zur Erfassung von bautechnischen Vorgängen und Phänomenen wie Deformierungs-, Verdichtungs-, Riß- und Schädigungsentwicklung bei textilverstärkten Holz- und Betonproben zum Einsatz. Für die Analyse der computertomographischen Aufnahmen werden dreidimensionale und voxelbasierte Algorithmen und Auswertungsstrategien entwickelt, die eine Subvoxelgenauigkeit von 1/10 Voxel liefern.