Zugtragvermögen nach langandauernder statischer sowie schwellender Zugvorbelastung von Beton

Maria Göpel, Matthias Rudolph, Ute Hornig
Dauerhaftigkeit von Stahlbetonkonstruktionen zur Lagerung von Gärsubstraten und Gärresten aus der Landwirtschaft
Zusammenführung und Validierung von Ergebnissen aus den Forschungsvorhaben P 52-3-19.75-1450/14 und P 52-5-19.75.1-2007/17 - Geschäftszeichen P 52-5-19.75.2-2040/19
Abschlussbericht.
Bauforschung, Band T 3391
2021, 128 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Stahlbetonkonstruktionen im Kontakt mit Gärsubstraten und Gärresten landwirtschaftlicher Herkunft werden in der Regel auf Basis der DIN 11622-2:2015 bemessen und errichtet. Die Konstruktionen müssen so beschaffen sein, dass die gemäß AwSV als allgemein wassergefährdend eingestuften Flüssigkeiten nicht austreten können. Das erfordert eine flüssigkeitsundurchlässige Konstruktion, die gegen die zu erwartenden mechanischen, thermischen und chemischen Einflüsse ausreichend widerstandsfähig sein muss. Das Forschungsvorhaben fasst die in mehreren Forschungsvorhaben gewonnenen Erkenntnisse zum Durchflussverhalten von Trennrissen in Stahlbetonbehältern mit ausgewählten Flüssigkeiten wie Gülle, Gärsubstrate, Gärreste oder Silagesickersaft zusammen und bewertet sie.

Milan Schultz-Cornelius, Stefan Carstens, Matthias Pahn
FIUHFA - Unbewehrte Ultrahochleistungsbeton Fassadenplatten
Wirklichkeitsnahes Tragverhalten von unbewehrten, filigranen Ultrahochleistungsbeton Fassadenplatten
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3239
2021, 87 S., 47 Abb. u. 14 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Innovative Entwicklungen im Bereich der Ultrahochleistungsbetone (UHPC) ermöglichen den Bau filigraner und nachhaltiger Architekturbetonfassaden mit wenigen Zentimetern Bauteildicke. Aufwendige Bewehrungslösungen stellen jedoch ein Hemmnis für den flächendeckenden Einsatz von UHPC-Fassaden dar. Für die Ausführung unbewehrter Fassadenplatten fehlen weitergehende Erkenntnisse zu den Einwirkungen und den Widerständen in der Bemessung. Die großformatige Ausführung der Fassadenplatten aus Ultrahochleistungsbeton bedingt eine mehrfach punktgestützte Lagerung, die eine statische Unbestimmtheit erzeugt. Indirekte Einwirkungen wie Temperaturänderungen, das Schwinden der Vorsatzschale aus Ultrahochleistungsbeton oder hygrische Einwirkungen bewirken daher zusätzliche Beanspruchungen der Fassadenplatte und dessen Verankerung, die in der Bemessung zu berücksichtigen sind. In der Bemessung sind weiterhin mehraxiale Spannungszustände, Maßstabseffekte und der Einfluss erhöhter Temperaturen auf die Festigkeit des Ultrahochleistungsbetons zu berücksichtigen. Durch das Forschungsvorhaben wurde es ermöglicht, tiefgreifende Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten von filigranen, unbewehrten großformatigen Fassadenplatten aus Ultrahochleistungsbeton durchzuführen und die genannten Erkenntnislücken zu schließen.

Ingo Heusler, Herbert Sinnesbichler
Messtechnische Überprüfung und Weiterentwicklung der vereinfachten Berechnungsmethode für Glasdoppelfassaden (GDF) nach DIN V 18599 anhand realer Gebäude (Monitoring GDF). Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2989
2016, 100 S., 31 Abb. u. 55 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen einer Messkampagne von Herbst 2012 bis Herbst 2013 werden vier unterschiedliche Verwaltungsgebäude mit Glasdoppelfassade im Stadtgebiet München (Fraunhofer Zentralverwaltung Hansastraße, Gebäude der Munich Re in der Gedonstraße, Mandlstraße und am Münchner Tor) im Hinblick auf das Temperaturverhalten im Fassadenzwischenraum untersucht. Dabei werden die Temperaturen an unterschiedlichen Stellen der Glasdoppelfassaden (Orientierung, Geschosshöhe) als Referenzwerte mit hoher Genauigkeit messtechnisch erfasst. Anhand zusätzlicher messtechnischer Parameter (Außenlufttempertaturen, Raumlufttemperaturen, Solarstrahlung, Fensteröffnungszeiten, Sonnenschutzstellungen) und baulicher sowie bauphysikalischer Kennwerte werden parallel Rechenwerte für die Temperatur im Fassadenzwischenraum anhand eines neu aufgestellten Rechenmodells der DIN V 18599 zur Bestimmung des Luftwechsels im Fassadenzwischenraum ermittelt, um die Güte und Stabilität der weiterentwickelten Methode zu überprüfen sowie gegebenenfalls Verbesserungsvorschläge aufzuzeigen. Der Vergleich zwischen Messung und Rechnung zeigt, dass der Jahresgang der Temperaturen im Fassadenzwischenraum gut nachvollzogen werden kann und dass sich die Abweichungen unter Berücksichtigung der Vereinfachungen in einem statischen Monatsbilanzverfahren in akzeptablen Grenzen halten (Abweichungen in der Regel kleiner als 1 K). Die Methode, die den Luftwechsel im Fassadenzwischenraum in Abhängigkeit von spezifischen Eigenschaften der Glasdoppelfassade (Lüftungsöffnungen, Luftraumtiefe, Verglasung etc.) bestimmt, zeigt bei den exemplarischen betrachteten Gebäuden gegenüber dem bisherigen pauschalen Ansatz des Luftwechsels (unabhängig von den Eigenschaften der Glasdoppelfassade) im Allgemeinen eine deutlich verbesserte Abschätzung der Temperatur im Fassadenzwischenraum und damit auch eine erhöhte Genauigkeit bei der Berechnung des Energiebedarfs für Heizen und Kühlen. Anhand von Variantenrechnungen wird gezeigt, dass die in der Norm angewendete Methode zur Bestimmung des effek

W. Brameshuber, V. Cvetkovic, F. Spörel
Einfluss der Meerwasserzusammensetzung auf die Intensität eines Frostangriffs - Vergleichende Untersuchungen bei Betonzusammensetzungen nach DIN 1045-2 bzw. DAfStb-Richtlinie "Massige Bauteile aus Beton" mit dem CIF-/CDF-Test. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3201
2009, 49 S., 36 Abb., 11 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Betonbauteile, die sich bei Frostbeanspruchung im Einflussbereich von Meerwasser befinden, werden bei hoher zu erwartender Wassersättigung - etwa im Tidebereich - in die Expositionsklasse XF4 eingeordnet. Sie müssen gemäß EN 206-1:2001-07 und DIN 1045-2:2001-07 mit Luftporen und einem Mindestzementgehalt von 320 kg/m3 hergestellt werden. Weiterhin werden Betonbauteile im Tide-, Spritzwasser- und Sprühnebelbereich auch der Expositionsklasse XS3 zugeordnet. Da es sich bei Meerwasserbauwerken häufig um massige Bauteile handelt, sollte im vorliegenden Forschungsvorhaben überprüft werden, ob die Vorgaben der DAfStb-Richtlinie "Massige Bauteile aus Beton" auch im Hinblick auf die Frost-Meerwasser-Belastung gelten. Nach dieser Richtlinie dürfen massige Bauteile aus Beton mit einem gegenüber der Norm verminderten Zementgehalt von 300 kg/m3 und einem Wasserzementwert von 0,50 ausgeführt werden, wenn andere Zementarten in Kombination mit Flugasche oder Hochofenzement eingesetzt werden. Anhand von vier unterschiedlichen Betonen wurde untersucht, wie sich die auf Basis dieser Richtlinie reduzierten Zementgehalte auf den Frostwiderstand im CIF- und CDF-Test auswirken. Geprüft wurden zwei CEM III/A-Betone und zwei flugaschehaltige CEM I-Betone jeweils mit und ohne künstlich eingeführte Luftporen.

Frank Blaschke, Christiane Losekamp, Gerhard Mehlhorn
Zugtragvermögen nach langandauernder statischer sowie schwellender Zugvorbelastung von Beton
Bauforschung, Band T 2617
1993, 156 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Zugtragvermögen nach unterschiedlich vorgegebener statischer und schwellender Zugvorbelastung wurde in ca. 45 einaxialen Zugversuchen experimentell untersucht. Während der Zugvorbelastung sowie auch bei der eigentlichen Zugprüfung, wurde aus versuchstechnischen Gründen die Zugkraft einaxial exzentrisch aufgebracht. Variiert wurden: 1. die Art der Vorbelastung (schwellend, statisch); 2. die Form der schwellenden Vorbelastung (sinusförmig, sägezahnartig); 3. die Oberspannung; 4. die Unterspannung; 5. die Anzahl der Lastwiederholungen. Bei den Untersuchungen wurde eine große Abhängigkeit der Vorbelastungsdauer von der Zugfestigkeit festgestellt. Während sich nach ca. 3 Stunden bzw. 14 Stunden infolge einer schwellenden sowie auch statischen Zugvorbelastung eine geringfügige bzw. 10%ige Festigkeitsminderung ergab, so konnte nach längerer Zugvorbelastungsdauer nach ca. 28 Stunden eine fast ausnahmslos größere Zugfestigkeit (bis zu 25%) festgestellt werden.