56.12 Betonbau
Refine
Document Type
- Doctoral Thesis (19)
- Conference Proceeding (7)
- Article (4)
- Master's Thesis (3)
- Preprint (2)
- Report (1)
Institute
- F. A. Finger-Institut für Baustoffkunde (FIB) (9)
- Professur Massivbau I (7)
- Professur Baustatik und Bauteilfestigkeit (4)
- Institut für Konstruktiven Ingenieurbau (IKI) (2)
- Professur Allgemeine Baustoffkunde (2)
- Professur Bauphysik (2)
- Graduiertenkolleg 1462 (1)
- Institut für Strukturmechanik (ISM) (1)
- Professur Baubetrieb und Bauverfahren (1)
- Professur Betriebswirtschaftslehre im Bauwesen (1)
Keywords
- Beton (15)
- Porenbeton (4)
- Tragverhalten (4)
- Deformationsverhalten (3)
- Stahlbeton (3)
- Stahlbetonbauteil (3)
- Stahlbetonkonstruktion (3)
- Alkali-Kieselsäure-Reaktion (2)
- Bemessung (2)
- Energiedissipation (2)
- Ermüdung (2)
- Frost-Tausalz-Widerstand (2)
- Nichtlineare Mechanik (2)
- Nichtlineare Optimierung (2)
- Optimierung (2)
- Schubbewehrung (2)
- Schubtragfähigkeit (2)
- Schwingungsdämpfung (2)
- Zement (2)
- Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (2)
- buildings (2)
- concrete (2)
- damping aggregate (2)
- fatigue (2)
- metaconcrete (2)
- vibration absorber (2)
- Alkali-Kieselsäure-Gel (1)
- Alkalilösliche Kieselsäure (1)
- Ausziehversuch (1)
- Autoclaved Aerated Concrete (1)
- Autoclaved Aerated Conrete (1)
- Automatisierungssystem (1)
- Automatisierungstechnik (1)
- Bauchemie (1)
- Baustoff (1)
- Belastungsversuch (1)
- Betonschaden (1)
- Betonstraße (1)
- Betonzusatzmittel (1)
- Bruchmechanik (1)
- Bruchverhalten (1)
- Brückenbau (1)
- CDF (1)
- Cement (1)
- Composite (1)
- Concrete (1)
- Database (1)
- Dauerhaftigkeit (1)
- Dauerstandfestigkeit (1)
- Deformation (1)
- Deformationsmessung (1)
- Dehnwellenresonanz (1)
- Design (1)
- Dissipation (1)
- Dissipationsenergie (1)
- Dynamik (1)
- Dübelleiste (1)
- E-Modul (1)
- E-modulus (1)
- Einzellast (1)
- Energiemethoden (1)
- Energy-dissipation (1)
- Erdbeben (1)
- Ettringit (1)
- Experiment (1)
- Extremalprinzip (1)
- Fire resistance; Parameter optimization; Sensitivity analysis; Thermal properties (1)
- Flugasche (1)
- Fly ash (1)
- Formgedächtnis (1)
- Formänderungsenergie (1)
- Frost (1)
- Frost-Tausalz-Angriff (1)
- Frostwiderstand (1)
- GFK (1)
- GFRP (1)
- Gipstreiben (1)
- Glasfaserverstärkter Kunststoff (1)
- Grenzlast (1)
- Grenzzustand (1)
- Grenzzustandsanalyse (1)
- Holz-Beton-Verbund (1)
- Holzbau (1)
- Hybridbauweise (1)
- Hydratation (1)
- Hydratationswärme (1)
- Indikator (1)
- Junger Beton (1)
- Kompressibilität (1)
- Kriechen (1)
- Kurzzeit-Kriechen (1)
- Langzeittragverhalten (1)
- Langzeitverhalten (1)
- Laser-Ultraschall (1)
- Lasertechnologie (1)
- Laservibrometer (1)
- Limestone powder (1)
- Limit Atate Analysis (1)
- Magnesiumsulfat (1)
- Maschinelles Lernen (1)
- Materialermüdung (1)
- Mathematical Programming (1)
- Mathematisches Modell (1)
- Meso-Scale (1)
- Modellierung (1)
- Montage / Automation (1)
- Nachbehandlung (1)
- Nonlinear Programming (1)
- OA-Publikationsfonds2020 (1)
- Parameteranalyse (1)
- Particle size distribution (1)
- Platte (1)
- Probekörpererwärmung (1)
- Prüfverfahren (1)
- Quelldruck (1)
- Quellen (1)
- Querdehnzahl (1)
- Querkraft (1)
- Querkraftbewehrung (1)
- Querkrafttragfähigkeit (1)
- Querschnittsanalyse (1)
- RC Wall (1)
- Reinforced Concrete (1)
- Reinforced concrete (1)
- Restfestigkeit (1)
- Rissbildung (1)
- Rissbreite (1)
- Rissentwicklung (1)
- SVB (1)
- Schalung (1)
- Schalungssystem (1)
- Schnittgrößenumlagerungen (1)
- Schwinden (1)
- Schwindisotherme (1)
- Schwindmechanismus (1)
- Schwindreduktion (1)
- Sensitivitätsanalyse (1)
- Setting agent (1)
- Shear Capacity (1)
- Shear Strength (1)
- Simulation (1)
- Slab-Test (1)
- Slag (1)
- Sonderschalung (1)
- Sorptionsisotherme (1)
- Spannungszustand (1)
- Sprayed concrete (1)
- Spritzbeton (1)
- Spritzzement (1)
- Stahlbetonbau (1)
- Statics (1)
- Statik (1)
- Steifigkeits-Degradation (1)
- Strain Energy (1)
- Straßenbeton (1)
- Straßenbrücke (1)
- Strukturbildung (1)
- Strukturänderung (1)
- Stütze (1)
- Sulfatangriff (1)
- Sulfatträger (1)
- Thaumasit (1)
- Thermische Belastung (1)
- Thermodynamische Eigenschaft (1)
- Tomographie (1)
- Traglast (1)
- Ultraschall (1)
- Ultraschall-Laserverfahren (1)
- Ultraschallmesstechnik (1)
- Umschnürung (1)
- Variationsprinzip (1)
- Verbund (1)
- Verbundbauweise (1)
- Verbundmittel (1)
- Verbundverhalten (1)
- Verbundwerkstoff (1)
- Verstärkung (1)
- Versuchsmethode (1)
- Vorspannung (1)
- Waschbeton (1)
- Wärmebehandlung (1)
- XF2 (1)
- Zementart (1)
- Zementbeton (1)
- Zementhydratation (1)
- Zwangsspannung (1)
- aerated concrete (1)
- alkali silicate gels (1)
- alkali silicate reaction (1)
- bond (1)
- catenary action (1)
- compressibility (1)
- compressive arching (1)
- concentrated load (1)
- connector (1)
- construction chemicals (1)
- crack mitigation (1)
- cracking (1)
- cracking of concrete (1)
- cross-section analysis (1)
- cyclic load (1)
- deviatoric (1)
- deviatorisch (1)
- disproportionate collapse (1)
- durability (1)
- dynamic amplifification (1)
- earthquake vulnerability assessment (1)
- elastic properties (1)
- elastische Eigenschaften (1)
- elastische Parameter (1)
- energy-dissipation (1)
- failure (1)
- faserverstärkt (1)
- free vibration test (1)
- frequency sweep test (1)
- frost resistance (1)
- geometrical nonlinear (1)
- heat of hydration (1)
- high-strenght concrete (1)
- hochfester Beton (1)
- indicator (1)
- load-test (1)
- long-time-performance (1)
- machine learning (1)
- mathematical programming (1)
- niederzyklisch (1)
- non-destructive test procedures (1)
- nonlinear creep (1)
- physical nonlinear (1)
- physically and geometrically nonlinear computation (1)
- pull-out (1)
- quadratical optimization (1)
- rapid visual screening (1)
- reinforced concrete (1)
- reinforced concrete wall (1)
- reinforced-concrete (1)
- restrained stress (1)
- road bridge (1)
- schwindreduzierendes Zusatzmittel (1)
- short-term creep (1)
- shrinkage (1)
- shrinkage reducing admixtures (1)
- shrinkage reducing agents (1)
- shrinkage reduction (1)
- slab (1)
- spherical (1)
- sphärisch (1)
- stiffness-degradation (1)
- stirrups (1)
- structural robustness (1)
- support vector machine (1)
- swelling (1)
- test-method (1)
- textural changes (1)
- thermal load (1)
- timber-concrete composite (1)
- ultrasonic laser technique (1)
- uniaxial (1)
- young concrete (1)
- zyklisch (1)
- zyklische Beanspruchung (1)
Der Schwerpunkt der Arbeit ist die Entwicklung eines Berechnungskonzeptes, mit dem die Auswirkungen des zeitabhängigen Materialverhaltens des Betons und der Spannbewehrung auf das Tragverhalten von Stahlbeton und Spannbetonbauteilen wirklichkeitsnah abgeschätzt werden können. Dabei wird auf die Berücksichtigung des nichtlinearen Kriechens und der Rißbildung besonderer Wert gelegt. Das Konzept basiert auf der sukzessiven Ermittlung der Schnittgrößenanteile und der Deformationen zu festgelegten Zeitpunkten, wobei die Ergebnisse der vorausgehenden Zeitschritte berücksichtigt werden können. Ausgehend von der Formulierung des mechanischen Problems als Extremalaufgabe wird die Berechnung innerhalb eines Zeitschritts auf die Lösung einer quadratischen Optimierungsaufgabe zurückgeführt, wobei die Rißbildung des Betons und geometrisch nichtlineare Einflüsse berücksichtigt werden können. Die Einbeziehung des nichtlinearen Kriechens erfolgt durch Beschleunigung der linearen Kriechgeschwindigkeit mit einem, von der aktuellen Betonspannung abhängigen Kriechzahlerhöhungsfaktor. Das Berechnungsmodell wird anhand von Langzeitversuchen an hochbelasteten Betonprismen und Stahlbetonstützen verifiziert. In umfangreichen numerischen Untersuchungen wird der Einfluß des nichtlinearen Kriechens auf das Tragverhalten von vorgespannten Querschnitten und Stahlbetonstützen analysiert.
Die Beurteilung des Beanspruchungsgrades während eines Versuchs zur experimentellen Tragsicherheitsbewertung erfolgt auf Grundlage der zeitgleich dargestellten Beanspruchungs-Verformungsbeziehung. Für ein frühzeitiges Erkennen von Strukturveränderungen (Rißbildung/Plastizierung) eignen sich jedoch insbesondere Energiebetrachtungen während der verschiedenen Versuchsphasen, da diese das Zusammenspiel von Einwirkung und Tragwerksreaktion vollständig widerspiegeln und auch geringe irreversible Strukturänderungen immer mit Energiedissipation verbunden sind. In der Arbeit wird der Versuchsgrenzlastindikator deltaS (normierte Strukturveränderungsenergie) vorgestellt. Dieser Parameter erfaßt nur die bei Belastungsversuchen interessanten Strukturveränderungen und ermöglicht damit eine objektive Beurteilung des eingereichten Beanspruchungsgrades und eine zuverlässige Identifikation der Versuchsgrenzlast. Anhand von Versuchen im Labor und am realen Bauwerk wird die Anwendung des Indikators erläutert und seine Eignung nachgewiesen.
Das Ziel der Arbeit besteht in der Entwicklung eines Bemessungskonzeptes auf der Basis nichtlinearer Schnittgrößen für statisch und dynamisch beanspruchte Stahlbetontragwer-ke. Das Konzept geht dabei von einheitlichen Kriterien zur Analyse der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit auf der Grundlage deformationsbasierter Grenzzustandsbetrach-tungen aus. Der deformationsbasierte Grenzzustand ist dadurch charakterisiert, daß ne-ben der statischen und kinematischen Zulässigkeit eines Tragwerkszustandes auch die Einhaltung von definierten Verzerrungs- bzw. Verformungsgrenzwerten gewährleistet ist. Aus Betrachtungen im Kontinuum werden diskrete Modelle zur Lösung von physikalisch und geometrisch nichtlinearen Grenzwiderstandsaufgaben mit und ohne Berücksichtigung von Lastfolgeeffekten abgeleitet. Die numerische Untersetzung basiert auf Methoden der nichtlinearen Optimierung. Auf der Grundlage dieser Berechnungsmodelle wird eine Be-messungskonzeption entwickelt.
Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Untersuchung des Ausbruchverhaltens von unbewehrten Porenbetonplatten bei konzentrierter Lasteintragung in Randnähe. In der Praxis tritt diese Problematik bei Befestigungen oder Verankerungen auf, die eine punktuelle Beanspruchung bewirken. Hauptziel der durchgeführten experimentellen und numerischen Untersuchungen war das Erkennen von Gesetzmäßigkeiten für Versagenserscheinungen und für Bruchlasten in Abhängigkeit von variierenden Geometrie- und Materialparametern. Dabei waren Größe und Lage der Lasteinleitungsstelle sowie die Materialfestigkeit die wichtigsten Einflussfaktoren. Von besonderem Interesse war auch das spröde Verhalten des Porenbetonmaterials auf das Ausbruchverhalten. Die Arbeit gliedert sich in drei Hauptteile: die Experimente mit anschließend weiterführenden numerischen Untersuchungen, sowie Bemessungskonzepten mit Ausbruchgleichungen. Ein weiteres Kapitel behandelt die Zugfestigkeit von Porenbeton. Die Experimente wurde an für Wand- oder Deckenplatten originaldicken Versuchskörpern durchgeführt. Dabei waren die Lagerbedingungen so festgelegt, dass sich möglichst ein ungestörter Ausbruchkörper ausbilden konnte. Numerische Spannungsuntersuchungen über eine räumliche Idealisierung der Versuchskörper mit dem Finite- Element- Programmsystem ANSYS gaben Aufschlüsse über Ort und Größe von bruchverursachenden Spannungen. Des weiteren wurden über die Versuchsergebnisse hinaus Berechnungen über den Einfluss von Variationen bei der Plattengeometrie durchgeführt. Es wurden Betrachtungen über die Zugfestigkeit als einen maßgebenden Faktor für das Ausbruchverhalten geführt. Numerische Risssimulationen gaben Aufschluss über den Spannungszustand und den Ablauf der Rissentwicklung.
Die Arbeit gliedert sich in drei Komplexe. Der erste Komplex umfaßt Voruntersuchungen zum Ultraschallmeßsystem hinsichtlich Sendefrequenzen, Ankoppeldruck und gerätespezifischen Verzögerungszeiten. Zur schrittweisen Entwicklung eines berührungslos arbeitenden Ultraschallverfahrens werden Grundlagenuntersuchungen zur laserinduzierten Anregung von Ultraschallwellen und zur berührungslosen Signalerfassung mittels Laservibrometer durchgeführt. Der zweite Komplex beinhaltet die Untersuchung von Gefügeschädigungen durch Frostangriff. Als Kennwert der inneren Schädigung wird die Änderung des dynamischen E-Moduls durch Anwendung von akustischen Meßverfahren (z.B. Dehnwellenresonanzverfahren) bestimmt. Der Erfassung und Visualisierung des Schädigungsgradienten wird besondere Bedeutung beigemessen. Der dritte Komplex umfaßt die Untersuchung der Gefügeentwicklung während der Hydratation von Normalbetonen zur Bestimmung der Erhärtungsdruckfestigkeit mit dem Ultraschallmeßsystem CONSONIC 60. Ausgewertet werden kontinuierliche und diskontinuierliche Impulslaufzeitmessungen unter Einbeziehung der Betonrezeptur.
Ausgehend von den klassischen Variationsprinzipien der Mechanik werden kinematische und gemischte Extremalprinzipe abgeleitet, die zur Beschreibung geometrisch und physikalisch nichtlinearen Tragverhaltens geeignet sind. Ein Schwerpunkt der Arbeit besteht in der Anwendung der Prinzipe zur Analyse und Bemessung von Stahlbeton-, Spannbeton- und Verbundquerschnitten. Aus einem einheitlichen Berechnungsmodell wird eine Vielzahl praxisrelevanter Problemstellungen abgeleitet. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Anwendung der kinematischen Extremalformulierung für die geometrisch und physikalisch nichtlineare Berechnung von Stabtragwerken.
Für querkraftbewehrte Elemente aus Porenbeton kann hinsichtlich der Querkrafttragfähigkeit ein gegenüber vergleichbaren Bauteilen aus Normal- oder üblichen Leichtbetonen abweichendes Trag-, Verformungs- und Bruchverhalten festgestellt werden. Bedingt wird dieses Verhalten durch die Interaktion der an der Verbundkonstruktion beteiligten Materialien. Experimentelle Untersuchungen an querkraftbewehrten Elementen aus Porenbeton zeigen, dass die Querkrafttragfähigkeit durch ein lokales Versagen der Verankerungszone der Querkraftbewehrung bedingt wird. Aufgrund der geringen Festigkeit und des spröden Materialverhaltens von Porenbeton ist es nicht möglich, die Querkraftbewehrung durch die Wirkung des kontinuierlichen Verbunds zu realisieren. Ergänzend wird Längs- und Querkraftbewehrung verschweißt. Die Querkrafttragfähigkeit von querkraftbewehrten Elementen aus Porenbeton kann durch Fachwerkmodelle unter Berücksichtigung von Energie- und Deformationsbedingungen abgeleitet werden.
Der junge Beton ist durch thermische und hygrische Einwirkungen sowie die Entwicklung der Festigkeitseigenschaften und die Relaxation der Zwangsspannungen gekennzeichnet. Ziel der Arbeit ist es, ausgehend vom Materialverhalten eine Strategie zur wirlichkeitsnahen Berechnung von Spannungen in jungen Betonbauteilen infolge von Temperaturfeldern zu entwickeln. Die Berechnungsergebnisse wurden für die Temperatur mit Versuchen im Labor und in situ verifiziert; für die Spannung wurde die Überprüfung der Berechnung mit Hilfe von Versuchen im Labor durchgeführt. Am Beispiel eines Hochofenfundamentes wurde zur Minimierung der Beanspruchungen der Einfluss der Betonrezeptur und der Herstellungstechnologie auf die Temperatur und Spannung des Bauteils untersucht. Anschließend wurde daraus der Einfluss der Erhärtung auf die Materialfelder im Querschnitt beurteilt. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur rechnerischen Lösung von therm! ischen und mechanischen Problemen des jungen Betons.
Verbundverhalten von GFK-Bewehrungsstäben und Rissentwicklung in GFK-stabbewehrten Betonbauteilen
(2004)
In der vorliegenden Arbeit werden im Rahmen von Ausziehversuchen die Verbundeigenschaften verschiedener Bewehrungsstäbe aus glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) unter Berücksichti-gung signifikanter Einflussgrößen auf das Verbundverhalten wie Oberflächenprofilierung der Stäbe, Stabdurchmesser, Betonfestigkeit, Verbundlänge sowie Beanspruchungsart unter einheitlichen Versuchsrandbedingungen bestimmt. Es erfolgt eine Bewertung der Einflussgrößen, der Verbundeigenschaften und des Verbundversagens der untersuchten GFK-Bewehrungsstäbe. Basierend auf der Modellbildung zum Verbund zwischen GFK-Stäben und Beton wird die Bestimmung der Verankerungslänge aufgezeigt. Im Rahmen von Versuchen an GFK-stabbewehrten Dehnkörpern und Balken wird die Auswirkung der spezifischen mechanischen Eigenschaften der GFK-Stäbe auf die Rissentwicklung gegenüber stahlbewehrten Bauteilen untersucht. Insbesondere wird betrachtet, welchen Einfluss das Bewehrungsmaterial, der Bewehrungsgrad, die Betonfestigkeit sowie die Belastungsart auf die Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen sowie auf die Entwicklung des Rissbildes, der Rissbreiten und der Rissabstände haben. Auf Grundlage der experimentellen Untersuchungen wird die Übertragbarkeit der für Stahlbetonbauteile üblichen Ansätze zur Bestimmung der Rissbreite auf GFK-stabbewehrte Betonbauteile bewertet.