Carbonbeton (CRC) - Ausführung

D - 22 Fertigteildecke aus vorgespanntem Carbonbeton

Ausführlicher Titel: Entwicklung einer schlanken, vorgespannten Fertigteildecke mit Carbongelegen

Spannbetonhohl- und vorgespannte TT-Decken sind sehr materialeffiziente und leichte Tragwerke und liefern einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit. Sie müssen dennoch die Anforderungen an die Dauerhaftigkeit, Gebrauchstauglichkeit, und Tragfähigkeit erfüllen. Im Hochbau sind zudem die Vorgaben an den Schal- und Brandschutz einzuhalten. Zurzeit kommen zur Vorspannung Spannstähle zum Einsatz. Eine Alternative stellen Carbongelege dar, die streifenweise vorgespannt werden können und im Vergleich zu Spannstahl dünnere Querschnitte, d. h. schlankere Gurte und Stege ermöglichen.

In der studentischen Arbeit soll eine möglichst ressourcen- und materialeffiziente, schlanke, technisch umsetzbare, vorgespannte Fertigteildecke unter Einsatz von Carbongelegen entwickelt werden. In einer Parameterstudie wird analysiert, welche Materialien und Geometrien für verschiedene praxisrelevante Anwendungsfälle am geeignetsten sind. Der Student wird durch das Architektur- und Ingenieurbüro Kahnt & Tietze, das u. a. innovative Bausysteme mit verschiedenen Partnern entwickelt, betreut. Ein Arbeitsplatz kann sowohl im Büro in Dresden als auch in Leipzig bereit gestellt werden.

Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Michael Frenzel  
Kahnt & Tietze GmbH, Ammonstr. 72, 01067 Dresden
0341 39285 627

D - 11 Verankerung von gebogener Textilbewehrung

Ausführlicher Titel: Analytische und experimentelle Betrachtung der Verankerungswirkung von gekrümmten Textilbewehrungen zur Verbesserung der Verbundeigenschaften von CarbonbetonAnalytische und experimentelle Betrachtung der Verankerungswirkung von 2-D gekrümmten Textilbewehrungen zur Verbesserung der Verbundeigenschaften von Carbonbeton

Im Rahmen dieser Arbeit sollen Konzepte zur Formgestaltung von ebenen textilen Carbonfaserbewehrungen (carbonfaserverstärkter Kunststoff, CFK) im Endverankerungsbereich von Carbonbetonbauteilen ausgearbeitet werden. Diese Konzepte sollen es ermöglichen, auf einer möglichst kurzen Verankerungslänge die mechanischen Eigenschaften von CFK vollständig auszunutzen und ein frühzeitiges Versagen des Verbundes zu verhindern.

Es ist zunächst eine Literaturrecherche bezüglich des Materialverhaltens von CFK und Carbonbeton sowie zum Einfluss der Verankerungslänge von Bewehrung in Beton erforderlich. Darauf aufbauend sollen geometrische Formen konzipiert und nach Rücksprache mit dem Betreuer Verankerungsvarianten erarbeitet werden. Diese sollen im Anschluss miteinander verglichen und Vorzugsvarianten für die Experimente abgeleitet werden. Der Versuchsumfang wird während der Arbeit in Absprache mit dem Betreuer festgelegt. Anschließend sollen die Vorzugsgeometrien prototypisch in ein textiles CFK-Gelege eingebracht, diese in kleinformatige Betonproben eingebettet und experimentell untersucht werden. Den Abschluss bildet eine vergleichende Diskussion der Einflüsse auf die Verankerungslänge und des Versagensverhaltens.

Details zur Aufgabenstellung werden während der Bearbeitungszeit präzisiert.

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Berk Gündogdu
0351 463 39419

D - 2 Verankerung, Verbindung und Übergreifung von FVK-Stäben

Ausführlicher Titel: Verankerung, Verbindung und Übergreifung von Carbon- bzw. Basaltstäben mit Verankerungselementen

* in deutscher Sprache *

Übergreifungen sind im Stahlbetonbau ein allgemein angewendetes Konstruktionsprinzip. Bei der Übergreifung verschiedener nichtmetallischer Bewehrungen untereinander oder mit Betonstahl spielt die unterschiedliche Steifigkeit der materialien – E-Modul und Verbundverhalten – eine entscheidende Rolle. Anhand einer FE-Studie soll ein Übergreifungsmodell entwickelt werden. Das Modell wird anhand von Versuchen validiert. Anschließend wird das Verhalten verschiedener Materialkombinationen in Übergreifungs- und Verankerungsbereichen analysiert und vergleichend betrachtet.

* Vorkenntnisse in FE werden vorausgesetzt *

Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Harald Michler
0351 463 32550
 

D - 1 Sandwichkonstruktion aus Textilbeton

Ausführlicher Titel: Möglichkeiten der Ausbildung und Dimensionierung von Sandwichkonstruktionen aus Textilbeton unter Berücksichtigung der konstruktiven Randbedingungen

* in deutscher Sprache *

In der Luftfahrt und der Automobilindustrie haben Sandwichkonstruktionen bereits seit lagem ihren Einzug gehalten, da der Leichtbau enorme Vorteile mit sich bringt oder gar zwingend erforderlich ist. Im Bauwesen in ist das bislang weniger der Fall. Mit Carbonbeton können relativ dünne Strukturen auch in Beton umgesetzt werden. Jedoch kann die Robustheit ein Problem darstellen. Ausgehend von Sandwichkonstruktionen sollen Robustheit und Leichtigkeit vereinigt werden. Gesucht ist die Umsetzung etablierter Bauteile mit ca. 1/3 des üblichen Betoneinsatzes. Als potentiell erfolgversprechende Bauteile erscheinen hier Deckenplatten und Wände, da sie den größten Anteil an der Baumasse haben. Neben den statischen Aspekten kommen hier auch die Bauphysik und v. a. die Frage nach der potentiellen Wirtschaftlichkeit und einfachen Anwendbarkeit zum Tragen.

Das konkret zu betrachtende Bauteil kann zwischen der Deckenplatte für ein Bürogebäude – also einer Spannweiter von ca. 7–9 m – oder der Decken- oder Bodenplatte für ein Tinyhouse – also in etwa Containergröße – variieren.

Sie sind eingeladen, Ihre Vorstellungen zum Thema mit einem Materialmix Ihrer Wahl für ein Bauteil Ihrer Wahl umzusetzen. Um alle Anforderungen an das Bauteil betrachten zu können, ist der Einsatz von einfachen Programmen zu Statik und zur Bauphysik, wie Wärmeschutz, Schallschutz und Klima, erforderlich.

Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Harald Michler
0351 463 32550