Variantenstudie zu Deckenelementen mit Spannbewehrung aus Stahl, Carbon und Aramid (D957)
Allgemeine Angaben:
- Diplomarbeit Nr. D957
- Bearbeiter: Qi Linqian
- Verantwortl. Hochschullehrer: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred Curbach
- Betreuer: Tom Sauerborn
- Tag der Verteidigung: 27/10/2015
Zusammenfassung
Bewehrungsstab aus Faserverbundkunststoff
Heute ist die Spannbetonbauweise mit Spannstahl auf fast allen Gebieten des konstruktiven Ingenieurbaus verbreitet. Spannstahl ist jedoch sehr korrosionsanfällig. Es ist daher sinnvoll, nach korrosionsbeständigen Materialien anstelle der Spannstähle zu suchen. Die Faserverbundkunststoffe (FVK) haben sich in erster Linie infolge ihrer hohen Zugfestigkeit und Beständigkeit gegen aggressive Medien als geeignete Ersatzmaterialien erwiesen. Durch Vorspannung kann ihre hohe Festigkeit gut ausgenutzt werden. Im Bauwesen kommen FVK-Spannglieder im Wesentlichen in vier Formen zum Einsatz: Lamellen, Strangschlaufen, Stäbe und Litzen, welche im Pultrusionsverfahren hergestellt werden. Aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegen Schub und Querdruck werden spezielle Verankerungssysteme genutzt.
Im Bauwesen bestehen FVK vornehmlich aus drei Fasermaterialien: Glas, Aramid und Carbonfasern (GFK, AFK und CFK). In der Diplomarbeit wurden sechs Varianten betrachtet: eine Flachdecke sowie eine Plattenbalkendecke, jeweils mit Spanngliedern ohne Verbund aus Stahl, AFK oder CFK vorgespannt. Der Vergleich ergab, dass bei der Plattenbalkendecke deutlich weniger Material benötigt wird als bei der Flachdecke. Die Decken mit den verschiedenen Spanngliedern wurden weiterhin in Bezug auf Kosten, Gewicht und Spannkraftverluste infolge Kriechens, Schwindens und Relaxation verglichen. Ergebnis ist, dass die CFK-Spannglieder im Hinblick auf die Materialeigenschaften am günstigsten sind. Im Vergleich zu den anderen beiden Spanngliedarten haben CFK-Spannglieder ein niedrigeres Gewicht bei gleicher Leistung sowie kleinere Spannkraftverluste infolge Kriechens, Schwindens und Relaxation.