Durchführung und Auswertung von Versuchen zur Untersuchung der Tragfähigkeit von textilbewehrtem Beton unter zweiaxialer Zugbeanspruchung (D828)
Allgemeine Angaben:
- Diplomarbeit Nr. D828
- Bearbeiter: Laura Lemnitzer
- Verantwortl. Hochschullehrer: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Manfred Curbach
- Betreuer: Dirk Jesse
- Bearbeitungszeitraum: 06/2006 - 09/2006
Zielstellung
Der Verbundwerkstoff Textilbeton stellt eine innovative, zukunftsorientierte Technologie dar und bietet vielfältige Einsatzmöglichkeiten, z.B. bei der Verstärkung von Stahlbetonbauteilen oder bei der Herstellung schlanker Betonbauteile.In den meisten Fällen unterliegt ein Betonbauteil mehraxialen Spannungszuständen, wobei eine zweiaxiale Beanspruchung, wie sie sich z.B. bei scheiben- und schalenartigen Tragwerken einstellt, besonders häufig auftritt. Im Rahmen der Sonderforschungsbereiche SFB 528 an der Technischen Universität Dresden und SFB 532 an der RWTH Aachen wurde in den vergangenen Jahren das Tragverhalten von textilbewehrtem Beton erforscht. Ziel der aktuellen Forschungsperiode ist es, das zweiaxiale Tragverhalten von Textilbeton zunächst auf experimentellem Weg zu ermitteln. Schwerpunkte liegen dabei auf der Untersuchung des Tragverhaltens unter zweiaxialer Zugbeanspruchung sowie unter kombinierter Zug-Schub-Beanspruchung, wobei auch der Einfluss der Lastgeschichte (Lastpfad) mit berücksichtigt werden soll. Die vorliegende Diplomarbeit behandelt das Tragverhalten von textilbewehrten scheibenförmigen Probekörpern und zweiaxialer Zugbeanspruchung.
Durchführung
Gegenstand der Auswertung ist die erste Versuchsserie, bei der das zweiaxiale Zugtragverhalten in Abhängigkeit von verschiedenen Spannungsverhältnissen untersucht wird. Weiterhin erfolgt die Auswertung von Kleinserien aus einaxialen Dehnkörpern, die zur Überprüfung und zu Optimierung des Tragverhaltens im Lasteinleitungsbereich der zweiaxialen Probekörper durchgeführt wurden. In Kapitel 2 werden zunächst die verwendeten Baustoffe vorgestellt sowie die Probekörper, Prüfeinrichtungen und Versuchsabläufe für die einzelnen Versuchsserien beschrieben. In Kapitel 3 werden die Versuchsergebnisse der Kleinserien zum Tragverhalten im Lasteinleitungsbereich, des für die zweiaxialen Zugversuche verwendeten Probekörpers, dargestellt. Die Auswirkungen der untersuchten Parameter auf das Tragverhalten werden beurteilt und daraus Möglichkeiten zur Optimierung der Lasteinleitungskonstruktion entwickelt. Mit dem Tragverhalten von Textilbeton unter zweiaxialer Zugbeanspruchung beschäftigt sich Kapitel 4. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden Zugversuche an drei unterschiedlichen Probekörpertypen durchgeführt. Zum einen wurde das Tragverhalten unter zweiaxialer Zugbeanspruchung in einer Serie untersucht. Zu Kontroll- und Vergleichszwecken wurden zu jedem zweiaxialen Probekörper sechs Referenzen hergestellt und im einaxialen Zugversuch geprüft. Zum anderen wurden fünf Kleinserien zur Untersuchung der Lasteinleitungskonstruktion hergestellt und ebenfalls im einaxialen Zugversuch geprüft.
Ergebnisse
Zwischen dem Tragverhalten von Textil- und Stahlbeton unter zweiaxialer Zugbeanspruchung konnten Ähnlichkeiten festgestellt werden. Für Stahlbetonbauteile sind bereits Modelle zur Beschreibung des zweiaxialen Tragverhaltens bekannt. Es ist nun zu überprüfen, inwieweit sich diese Modelle auf den Textilbeton übertragen und gegebenenfalls anpassen lassen. Die Verbundgesetze für die einzelnen Textilien müssen in Bezug auf die zweite Zugbeanspruchung erweitert werden. Dies umfasst beispielsweise die, durch die Risse infolge der zweiten Zugbeanspruchung, verursachte Verbundstörung entlang der Rovings in die theoretischen Modelle einzuarbeiten. Für Textilien mit anderen Bindungsarten ist es sinnvoll, das theoretisch vorhergesagte Tragverhalten im zweiaxialen Zugversuch zu überprüfen.