@phdthesis{Schober2008,
  author    = {Schober, Kay-Uwe},
  title     = {Untersuchungen zum Tragverhalten hybrider Verbundkonstruktionen aus Polymerbeton, faserverst{\"a}rkten Kunststoffen und Holz},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.1373},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20081210-14536},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die Entwicklung der Holz-Beton-Verbundbauweise hat gezeigt, dass hybride Holzverbundbauweisen eine sehr effiziente L{\"o}sung zur Steigerung der Tragf{\"a}higkeit und Steifigkeit von biegebeanspruchten Holzbauteilen darstellen. Bei solchen Holzverbundbauteilen stellt insbesondere die effiziente Gestaltung der Schubkraft{\"u}bertragung in der Verbundfuge zwischen den Baustoffschichten einen gewissen Schwachpunkt dar. Weiterhin limitieren insbesondere auch die streuenden Festigkeiten sowie wuchs- bzw. fertigungsbedingte Eigenschaften des in der Zugzone angeordneten Holzes die Leistungsf{\"a}higkeit solcher hybrider Verbundbauteile merklich. Eine innovative L{\"o}sung f{\"u}r diese Problemkreise konnte in der Herstellung von hybriden Verbundkonstruktionen aus Reaktionsharzbeton, faserverst{\"a}rkten Kunststoffen und der bestehenden Holzkonstruktion gefunden werden. Dabei kommt in der Biegedruckzone ein Hochleistungs-Polymerbeton zum Einsatz. Die Zugzone wird mittels ein- bzw. aufgeklebter Faserverbundwerkstoffe verst{\"a}rkt und strukturell bedingte Grenzen {\"u}berwunden. Faserverbundwerkstoffe sind im Vergleich mit homogenen Werkstoffen durch eine strukturelle Anisotropie gekennzeichnet. Zur rechnerischen Beschreibung des Trag- und Bruchverhaltens ben{\"o}tigt man eine schichtenweise Spannungsanalyse, Bruchkriterien f{\"u}r die einzelnen Schichten und Degradationsmodelle zum Erfassen der Auswirkung von Teilbr{\"u}chen, die noch nicht zum Bruch oder Abl{\"o}sen des Laminats f{\"u}hren. Dabei bieten bruchtypbezogene Versagenskriterien wesentliche Vorteile gegen{\"u}ber Pauschal¬kriterien, da die vorherrschenden Bruchmodi mithilfe ein¬zelner Bruch¬bedingungen unabh{\"a}ngig voneinander beschrieben werden k{\"o}nnen. Zur Analyse des Verbundverhaltens von faserverst{\"a}rkten Kunststoffen und Holz wurde deshalb das vereinfachte Puck-Knaust-Kriterium f{\"u}r die Versagensanalyse in ANSYS(R) implementiert. F{\"u}r die numerische Untersuchung der Verbundtr{\"a}ger wurde ein Strukturmodell f{\"u}r Kunstharzbetone im Verbund mit Holz entwickelt, mit dem sich Steifigkeit und Kriechverhalten beliebiger Mischungsverh{\"a}ltnisse absch{\"a}tzen lassen. Beim Vergleich der Ergebnisse zeigt sich, dass die relativen Kriechverformungen bei den verst{\"a}rkten Balkenserien um das 1,8- bis 2,5fache gr{\"o}ßer sind als bei der unverst{\"a}rkten Serie, was in der Materialspezifik des eingesetzten Polymerbetons begr{\"u}ndet liegt. Die Kriech¬verformung steigt dabei mit zunehmendem Verh{\"a}ltnis von Polymerbetonst{\"a}rke zum Holzgrundquerschnitt und kann mit der angegebenen Gleichung f{\"u}r beliebige Querschnittsverh{\"a}ltnisse ermittelt werden. Im Vergleich der Durchbiegung der Serien bei gleicher Belastung wird deutlich, dass die Steifigkeitsvorteile der verst{\"a}rkten Balken durch die gr{\"o}ßere Kriechneigung ganz oder teilweise aufgebraucht werden. Besonders betrifft das die Serien, bei denen die obere Holzschicht mit PC substituiert wurde. Dort wird aus einem anf{\"a}nglichen Vorteil sogar ein Nachteil. In der numerischen Simulation von hybriden Verbundtr{\"a}gern aus faser¬verst{\"a}rkten Kunststoffen, Kunstharzbeton und Holz best{\"a}tigte sich der eindeutige Vorteil einer zus{\"a}tzlich aufgebrachten Polymerbetonschicht. Der Beitrag der FVK-Verst{\"a}rkung am Gesamtsystem f{\"a}llt im Gegensatz zur PC-Deckschicht jedoch wesentlich geringer aus, da deren Potential erst bei gr{\"o}ßeren Belastungen voll aktiviert wird. In Hinblick auf Wirtschaftlichkeit und Anwendertauglichkeit insgesamt stellt der Einsatz von faserverst{\"a}rkten Kunststoffen und Kunstharzbetonen eine wirkliche und praxistaugliche Alternative gegen{\"u}ber herk{\"o}mmlichen Baustoffen zur Tragwerksverst{\"a}rkung dar.},
  subject      = {Kunststoffbeton},
  language  = {de}
}