Optimierung einer Balkonplatte mit Carbonbewehrung (D951)

Allgemeine Angaben:

• Diplomarbeit Nr. D951
• Bearbeiter: Camille Bertout
• Verantwortl. Hochschullehrer: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred Curbach
• Betreuer: Michael Frenzel
• Tag der Verteidigung: 02/12/2015

Zusammenfassung

© Camille Bertout

Im Vorfeld dieser Diplomarbeit wurde 2011 eine Balkonplatte mit stahlbewehrten Randbalken und einem Plattenspiegel aus Textilbeton entwickelt und bis zum Bruch belastet. Die damaligen Untersuchungen hatten gezeigt, dass durch die hohe Tragfähigkeit, das geringe Gewicht und die Korrosionsunempfindlichkeit der textilen Bewehrung sehr schlanke und leichte Balkonplatten gefertigt werden können. Seit 2011 wurden textile Gelege aus Carbonrovings weiterentwickelt. Mit Zugfestigkeiten von mindestens 2000 N/mm² und Garnabständen von mehr als 30 mm können neuere Textilien auch in Normalbeton mit einem Größtkorndurchmesser von 8 mm effizient eingesetzt werden.

Ziel war es, eine herkömmliche Balkonanlage aus Stahlbetonplatten durch den Einsatz von Carbongelegen hinsichtlich der Tragwirkung und der Ästhetik zu optimieren. Zudem sollte die Betonplatte im Gebrauchszustand ungerissen bleiben und es war ein geeignetes Entwässerungssystem vorzusehen.

Der finale Entwurf war eine Balkonplatte mit zwei Unterzügen und einem schlanken Plattenspiegel von 3,5 bis 6,0 cm Dicke. Die trapezförmigen Unterzüge verleihen dem Plattenspiegel die benötigte Steifigkeit und liegen punktuell auf vier seitlich angeordneten Stahlstützen auf. Die Balkonplatte wurde in der Art entworfen, dass zur Reduktion der Herstellkosten lediglich eine Lage der vergleichsweise kostenintensiven Carbonbewehrung für den Plattenspiegel benötigt und für die Unterzüge Bewehrungsstahl verwendet wird. Im Vergleich zu der gewählten Referenzbalkonanlage lassen sich durch den verbesserten Entwurf mehr als 50 % Beton, 20 % Stahlbewehrung und 15 % konstruktiver Stahl sparen. Aufgrund der vergleichsweise hohen Kosten für den Schalungsbau und die Carbonbewehrung werden unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten die Massenersparnisse jedoch kompensiert, so dass die Gesamtkosten der Balkonanlage etwa denen der herkömmlichen Ausführung entsprechen.