Experimentelle und rechnerische Beurteilung von Deckenelementen aus Carbonbeton

Über die „Experimentelle und rechnerische Beurteilung von Deckenelementen aus Carbonbeton“ spricht Dipl.-Ing. Tilo Senckpiel vom Institut für Massivbau am 08.12.2016 im Rahmen des Doktorandenkolloquiums ab 10 Uhr im Raum 05-008 der August-Bebel-Straße 30/30a.

Für die Produktentwicklung von leichten Schalentragwerken sind experimentelle Untersuchungen und die Erstellung von Berechnungsmodellen unerlässlich. In dem Projekt ist außerdem ein neues Herstellverfahren von Fertigteilelementen aus Carbonbeton zur Anwendung gekommen. Die Deckenelementproduktion erfolgte teilweise mit betongetränkten Vliesstoffen, welche nicht nur einen Einfluss auf die Fertigung, sondern auch auf das Tragverhalten haben.

Im Vortrag wird auf den Entwicklungsprozess der filigranen Bauteile, auf den Einfluss des neuen Materials und auf den aktuellen Stand der Berechnungsmodelle eingegangen. Gäste sind zum Vortrag willkommen!

Nachrechnung von Straßenbrücken

Brückenprüfung in Aktion (Quelle: VFIB)
Brückenprüfung in Aktion (Quelle: VFIB)

Über wesentliche Erkenntnisse und Erfahrungen bei der Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand referiert Nico Schmidt am Donnerstag, 17.09.2015 um 09:30 in Bey 67 im Rahmen des Doktorandenkolloquiums. Er schreibt dazu:

„Der wichtigste Verkehrsträger in Deutschland ist die Straße. Dazu gehört eine leistungsfähige Infrastruktur mit einer Vielzahl von Brückenbauwerken. Der Brückenbestand hat mittlerweile ein Alter erreicht, das die verantwortlichen Baulastträger vor drängende Entscheidungen zur weiteren Nutzung dieser Konstruktionen stellt.

Einerseits sollen damit Grundlagen für eine möglichst zielgerichtete Verteilung der Investitionen geschaffen werden, also welche Bauwerke und Bauweisen besonders kritisch sind. Andererseits soll für die Verwaltungen eine Entscheidungshilfe zwischen Instandsetzung oder Neubau bei jedem einzelnen Bauwerk gegeben werden. Fragen der Sicherheit sowie der Restnutzungsdauer sind dabei ebenso von Bedeutung.

Vor diesem Hintergrund wurde in meinem laufenden Forschungsprojekt der vorhandene Bestand an Straßenbrücken im Bundesland Mecklenburg-Vorpommern analysiert. Aus dem existierenden Pool wurden knapp 30 Bauwerke ausgewählt und genauer untersucht. Wesentliche Informationen zu strukturellen Defiziten und Tragreserven wurden dabei aus den Ergebnissen von statischen Nachrechnungen gewonnen und im Zusammenhang mit dem Bauwerkszustand beurteilt. Dabei werden ebenso die Entwicklung der Bauweisen sowie der Bemessungsgrundlagen näher betrachtet.“

The way to model development and comparisons for light shell structures in trc

Im Rahmen des Doktorandenkolloquiums hält Dipl.-Ing. Tilo Senckpiel in Vorbereitung auf die „International Conference of Shells, Plates and Beams“ einen Vortrag über „The way to model development and comparisons for light shell structures in textile reinforced concrete“.

Für die Produktentwicklung von leichten Schalentragwerken sind Berechnungsmodelle unerlässlich. Die dafür benötigten Tragwerksmodelle ergeben sich aus den Struktur- und Materialmodellen. Letztere sollen für einen neuen Verbundstoff namens FCC (Fleece Concrete Compopsite) für das Strukturmodell Schale (weiter-)entwickelt und miteinander verglichen werden. Im Vortrag wird der aktuelle Stand dieses Entwicklungsprozesses präsentiert werden.

Die Veranstaltung findet am Donnerstag den 03.09.2015 um 09:30 Uhr im Raum BEY 67 statt.

Lasteinleitung in dünne textilbewehrte Fertigteilelemente

Tom 2 - AnkerInTextil.jpgÜber „Lasteinleitung in dünne textilbewehrte Fertigteilelemente und zukünftige C³-Forschungsprojekte” spricht Dipl.-Ing. Tom Sauerborn vom Institut für Massivbau am 09.07.2015 im Rahmen des Doktorandenkolloquiums ab 9.30 Uhr im Beyer-Bau 67.

Die zunehmende Erfahrung mit Textilbeton befördert den Einsatz des Materials in der Baupraxis. Zum Ausschalen und Transport von Fertigteilen sowie zur Verbindung mit anderen Bauteilen zu einem Bauwerk bedarf es jeweils verschiedener Einbauteile, die die auftretenden Kräfte nachweisbar und dauerhaft in das Textilbetonbauteil übertragen. Hierzu wurden am Markt vorhandene Einbauteile hinsichtlich ihrer Eignung für dünne Textilbetonfertigteile ausgewählt und hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit unter Längs-, Querzug- und kombinierter Beanspruchung untersucht und die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf bekannte Gesetzmäßigkeiten überprüft.

Darüber hinaus spricht Tom Sauerborn über zwei beantragte Forschungsprojekte innerhalb des Förderprogramms „Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation“– Carbon Concrete Composite. Hierbei werden die Ziele und die Einordnung der Forschungsvorhaben „Modularisierte, wiederverwendbare Bauweise mit Carbonbeton“ und „Entwicklung kompakter Anker für Vorspannung ohne Verbund“ thematisiert.

Betondruckfestigkeit unter zweiaxialer dynamischer Belastung

Zweiaxialer Split-Hopkinson-Bar. Bild: Ulrich van Stipriaan
Zweiaxialer Split-Hopkinson-Bar.
Bild: Ulrich van Stipriaan

Über „Betondruckfestigkeit unter zweiaxialer dynamischer Belastung” spricht Dipl.-Ing. Matthias Quast vom Institut für Massivbau am 21.05.2015 im Rahmen des Doktorandenkolloquiums ab 9.30 Uhr im Beyer-Bau 67.

Vielfältige Untersuchungen haben gezeigt, dass Beton unter mehraxialer Belastung eine höhere Druckfestigkeit aufweist. Zudem ist bekannt, dass Beton auch unter hoher Belastungsgeschwindigkeit, wie sie zum Beispiel bei Fahrzeuganprall oder Steinschlag verursacht wird, eine erhöhte Festigkeit aufweist. Ein aktuelles Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der Frage, in wie weit sich diese beiden Festigkeitssteigerungen im Falle einer zweiaxialen dynamischen Belastung überlagern.

Matthias Quast spricht über den eigens für diese Aufgabe entwickelten zweiaxialen Split-Hopkinson-Bar und die verwendete Messtechnik. Außerdem werden erste Versuchsergebnisse zur zweiaxialen Druckfestigkeit und aktuelle Versuchsserien vorgestellt.

Modellierung des Verbundverhaltens des Betonstahls unter Querzug

Einblick_ins_Innere_2Über “Modellierung des Verbundverhaltens des Betonstahls unter Querzug” spricht Dipl.-Ing. Robert Zobel vom Institut für Massivbau am 07.05.2015 im Rahmen des Doktorandenkolloquiums ab 9.30 Uhr im Beyer-Bau 67.

Eine Vielzahl von Faktoren beeinflussen das Verbundverhalten von Beton und Betonstahl. Ein wesentlicher Einflussfaktor auf die Versagensart des Verbundes ist eine Querzugbeanspruchung orthogonal zur Längsrichtung des Bewehrungsstahls, wie sie beispielsweise bei Siedewasser- und Druckbehältern unter Innendruck auftreten. Durch eine auftretende Querzugbeanspruchung werden neben der Versagensart des Betons die Entstehung von Rissen und deren Verläufe beeinflusst, was speziell zur Vermeidung von Leckagen von Behältern und Containments von großer Bedeutung ist. Für eine bessere und genauere Vorhersage des Verhaltens derartiger Strukturen ist neben der realitätsnahen Erfassung der Einzelkomponenten Stahl und Beton, ebenfalls das Verbundverhalten zwischen ihnen zu berücksichtigen. 

Zur Abbildung der Kontaktfläche Beton-Rippenstahl stellt Robert Zobel im Kolloquium ein Verbundelement vor, welches u.a. den Einfluss der mechanischen Verzahnung infolge der Rippen auf das Verbundverhalten berücksichtigt. Die numerischen Ergebnisse zeigen die Auswirkungen des Querzugs auf den Verbundmechanismus und vor allem auf den Verlauf der inneren Risse, die letztendlich das Verbundversagen entscheidend beeinflussen. Mithilfe eines FE-Modells können im Gegensatz zu den experimentellen Methoden die inneren Spannungszustände und die innere Rissbildung direkt nachvollzogen werden.

Leichte Deckentragwerke aus geschichteten Betonen

Über “Leichte Deckentragwerke aus geschichteten Betonen” spricht Dipl.-Ing. Michael Frenzel vom Institut für Massivbau am 26.02.2015 im Rahmen des Doktorandenkolloquiums ab 9.30 Uhr im Beyer-Bau 67. Die Veranstaltung ist offen für alle Doktoranden und interessierte StudentInnen höherer Semester.

Besonders leichte und effiziente Tragwerke können entstehen, wenn es gelingt, den Kraftfluss in Druck- und Zug aufzuspalten und jeweils geeigneten Baustoffen zuzuweisen: dem Beton die Druckkräfte und der Bewehrung die Zugkräfte. Der Bereich zwischen diesen beiden hochbeanspruchten Schichten wird durch ein möglichst leichtes Material gefüllt, das so tragfähig ist, dass Querkräfte ohne zusätzliche Schubbewehrung abgetragen werden können. Neben der Funktionstrennung im Querschnitt soll ebenfalls der Einfluss der Formgebung der Platte entlang ihrer Hauptspannrichtung auf den Kraftfluss untersucht werden. Anstelle der traditionellen massiven Deckenplatte können damit leichte, effektive und ressourcensparende Deckenkonstruktion entstehen. Im Doktorandenkolloquium werden sowohl Ergebnisse theoretischer als auch experimenteller Untersuchungen aus drei Jahren Forschungsarbeit vorgestellt.

Die Gebäudehülle der Zukunft

Fertigteil aus Textilbeton (Foto: Tobias Krettek - filmaton)
Fertigteil aus Textilbeton (Foto: Tobias Krettek – filmaton)

Einen Vortrag mit dem Titel „Die Gebäudehülle der Zukunft – Entwicklung von modularisierten Fassadenelementen aus Textilbeton vom Material bis zum (Raum)klima“ hält Alexander Kahnt im Rahmen des Doktorandenkolloquiums am 11.09.2014 um 9 Uhr (Ort: BEY 67). Zuhörerinnen und Zuhörer sind willkommen!

Zur Einstimmung:
Die Weltbevölkerung wächst bis zum Jahr 2050 stetig an. Zudem setzt sich der Urbanisierungstrend kontinuierlich fort. Dadurch, sowie durch die Erhöhung des Lebensstandards, nimmt auch der weltweite Bedarf an energetischen und nichtenergetischen Ressourcen weiter zu. Die Gebäudehülle nimmt dabei eine wichtige Rolle ein. Optimierte Lösungen können mit neuen Verbundwerkstoffen sowie einer gesamtheitlichen Lebenszyklusbetrachtung gefunden werden.
Dieser Beitrag liefert wichtige Grundlagen, um die bauklimatischen Zusammenhänge von Verbundwerkstoffen über die daraus entwickelten Bauteile bis hin zu den Gebäudeenergiekonzepten zu verstehen. Darüber hinaus wird aufgezeigt, wie Fassadenelemente möglichst effizient geplant und bewertet werden können und wie mit diesen Gebäudehüllen das nachhaltige, urbane Bauen der Zukunft aussehen kann.

Überbrückungsstipendium der Graduiertenakademie

Frank HilbertFrank Hilbert, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Instituts für Bauinformatik, hat sich erfolgreich für ein Überbrückungsstipendium bei der Graduiertenakademie der TU Dresden beworben. „Diese viermonatige Unterstützung ist eine wesentliche Hilfe für die
erfolgreiche Fertigstellung meiner Doktorarbeit,“ sagt Hilbert.

Die Graduiertenakademie der TU Dresden hat sich im September 2013 gegründet, um optimale Rahmenbedingungen für Nachwuchswissenschaftler/innen zu schaffen und verschiedene Formen der Promotion zu unterstützen.

Dafür werden Stipendien für Überbrückungsförderung (max. 4 Monate), Travel Awards und Kurzforschungsaufenthalte vergeben. Die erste Ausschreibungsrunde der Förderprogramme endete am 15. Oktober 2013 und verzeichnete einen regen Zuspruch.

Versuchsgrenzlastindikatoren

Die experimentelle Bewertung bestehender Bauteile und Bauwerke hinsichtlich einer ausreichenden Schubtragfähigkeit ist bisher nur zulässig, wenn sichergestellt werden kann, dass während des Versuches keine irreversible Schädigung des Bauteils erfolgt, welche eine zukünftige Nutzung beeinträchtigt.

Um zukünftig eine sichere Bewertung der Schubtragsicherheit zu ermöglichen, hat sich Gregor Schacht intensiv mit den Schädigungsprozessen von Stahlbetonbauteilen unter Schubbeanspruchung beschäftigt. Durch den kombinierten Einsatz von Photogrammetrie, Schallemission  und herkömmlicher Messtechnik konnte die Informationsqualität über den Tragwerkszustand während des Versuches wesentlich verbessert werden. Die theoretische identifizierten Indikatoren zur Detektion der Versuchsgrenzlast wurden in Schubversuchen an Stahlbetonbalken ohne und mit geringer bzw. normaler Bügelbewehrung verifiziert und zu Kriterien erweitert mit denen ein sich ankündigendes Schubversagen sicher erkannt werden kann.

Dabei zeigte sich vor allem die photogrammetrische Bildauswertung aufgrund der Möglichkeit der flächigen Verformungsbestimmung und frühzeitigen Rissdetektion als sehr geeignet. Durch die Kombination der verschiedenartigen Messinformationen gelingt zudem eine klare Identifikation der vor und während des Versagens ablaufenden Strukturveränderungsprozesse.

Der Vortrag von Gregor Schacht vom Institut für Massivbau im Rahmen des Doktorandenkolloquiums mit dem Titel “Versuchsgrenzlastindikatoren bei der Probebelastung von Massivbaukonstruktionen mit geringem Ankündigungsverhalten” gibt einen Überblick über den derzeitigen Stand der Untersuchungen, zeigt Ergebnisse und offene Fragestellungen. Das für alle Interessierten offene Kolloquium findet am 05.04.2013 um 9:30 Uhr im Zi. 70 des Beyer-Baus statt.