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Tragverhalten von Betondruckgliedern mit vorgespannter Umschnürung aus Formgedächtnislegierungen, Stahl oder faserverstärkten Kunststoffen

  • Druckbeanspruchte Bauteile aus Beton können mit zugfesten Umschnürungen von außen verstärkt werden. Mit dieser etablierten Methode konnten axiale Traglast und Duktilität von unzureichend bewehrten Stützen bereits verbessert werden. Es wurde jedoch festgestellt, dass der umschnürte Betonkern dennoch an Festigkeit verliert. Um die Wirksamkeit der Umschnürung zu erhöhen, wird deshalb vorgeschlagen,Druckbeanspruchte Bauteile aus Beton können mit zugfesten Umschnürungen von außen verstärkt werden. Mit dieser etablierten Methode konnten axiale Traglast und Duktilität von unzureichend bewehrten Stützen bereits verbessert werden. Es wurde jedoch festgestellt, dass der umschnürte Betonkern dennoch an Festigkeit verliert. Um die Wirksamkeit der Umschnürung zu erhöhen, wird deshalb vorgeschlagen, das umschnürende Material vorzuspannen. Dieser Vorschlag wird insbesondere von der neuen Materialgruppe der Formgedächtnislegierungen inspiriert, die thermisch vorspannbar sind. Bisher sind die Auswirkungen der Vorspannung einer Umschnürung auf das Tragverhalten von Betondruckgliedern kaum untersucht worden. Diese Lücke wird durch systematische Versuche an Betonzylindern mit vorgespannter Umschnürung aus Stahl und kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff geschlossen. Die Abbildung der Versuchsergebnisse durch geeignete Modelle ermöglicht auch Aussagen zum Verhalten von Betondruckgliedern mit Umschnürungen aus anderen Materialien, beispielsweise Formgedächtnislegierungen. Um diese in den Berechnungen zu simulieren, wird eine für das Bauwesen infrage kommende eisenbasierte Legierung in separaten axialen Versuchen charakterisiert und thermisch vorgespannt. Die in der vorliegenden Arbeit entwickelten neuen Modelle orientieren sich im Wesentlichen an zwei Zielen: dem Abbilden des mehraxialen Spannungs-Dehnungs-Verhaltens des vorgespannt umschnürten Betons und dem Berechnen der Restfestigkeit des Betons. Die durchgeführten Versuche und Parameterstudien auf Basis der Modelle zeigen: Die Vorspannung der Umschnürung beeinflusst vor allem die Restfestigkeit des Betons wesentlich. Die gewonnenen Erkenntnisse und neuen Methoden können eingesetzt werden, um das Tragverhalten von Betondruckgliedern mit Umschnürungen aus Stahl, faserverstärktem Kunststoff oder Formgedächtnislegierungen zu bewerten.show moreshow less

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Metadaten
Document Type:Doctoral Thesis
Author: Lars Janke
DOI (Cite-Link):https://doi.org/10.25643/bauhaus-universitaet.2326Cite-Link
URN (Cite-Link):https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:wim2-20141023-23262Cite-Link
Referee:Prof. Dr.-Ing. Jürgen Ruth, Prof. Dr. Masoud Motavalli, Prof. Dr. Guido MorgenthalORCiDGND
Advisor:Prof. Dr.-Ing. Jürgen Ruth
Language:German
Date of Publication (online):2014/10/22
Year of first Publication:2014
Date of final exam:2014/08/21
Release Date:2014/10/23
Publishing Institution:Bauhaus-Universität Weimar
Granting Institution:Bauhaus-Universität Weimar, Fakultät Bauingenieurwesen
Institutes:Fakultät Bauingenieurwesen / Professur Massivbau II
Pagenumber:180
Tag:Formänderungsenergie; Modellierung; Umschnürung; Verstärkung; faserverstärkt
GND Keyword:Beton; Vorspannung; Formgedächtnis; Restfestigkeit; Stütze
Dewey Decimal Classification:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 690 Hausbau, Bauhandwerk / 691 Baustoffe
BKL-Classification:56 Bauwesen / 56.12 Betonbau
Licence (German):License Logo Creative Commons 4.0 - Namensnennung (CC BY 4.0)