Tragverhalten textilbewehrter Fertigteilplatten aus hochfestem Carbonbeton Einfluss der Ausbreitung konzentrierter Einzellasten auf die Biegetragfähigkeit
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Darmstadt
Technische Universität Darmstadt, Institut für Massivbau
2020
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| Ausgabe: | 1. Auflage |
| Schriftenreihe: | Dissertation / Institut für Massivbau, Technische Universität Darmstadt
Heft 47 |
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| adam_text | Tragverhalten textilbewehrter Fertigteilplatten
aus hochfestem Carbonbeton
Einfluss der Ausbreitung konzentrierter Einzellasten
auf die Biegetragfähigkeit
Vom Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
der Technischen Universität Darmstadt
zur Erlangung des akademischen Grades eines
Doktor-Ingenieurs (Dr -Ing )
genehmigte
Larissa Krieger M Sc
aus
Heidelberg
D 17
Darmstadt 2020
DISSERTATION
von
Referent:
Prof Dr -Ing Carl-Alexander Graubner
Korreferent:
Prof Dr -Ing Matthias Pahn
Tag der Einreichung:
02 Juni 2020
Tag der mündlichen Prüfung: 23 Juli 2020
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Formelzeichen und Variablen V
1 Einleitung I
1 1 Motivation 1
1 2 Zielsetzung 3
1 3 Vorgehensweise 3
2 Materialverhalten von Textilbeton 6
2 1 Allgemeines 6
2 2 Beton 6
221 Betonteehnologische Eigenschaften 6
222 Kinachsiale Druckfestigkeit 7
223 Xvveiaehsiale Druckfestigkeit 9
224 Beton unter Zugbeanspruchung 12
225 Quercichnungsverhalten des Betons 14
2 3 Getränkte Textilien aus Carbon 15
231 Überblick 15
232 Herstellung der Carbonfasem 17
233 Mechanische Kenngrößen getränkter Carbontextilien 18
2 4 Verbundverhalten zwischen textiler Carbonbewehrung und Beton 20
2 5 Zwischenfazit 22
3 Schnittgrößen und Tragverhalten einachsig gespannter Einfeldplatten
unter Einzellast 23
3 1 Grundlagen der Kirchhoff sehen Plattentheorie 23
3 2 Beidseitig gelenkig gelagerte Platten unter konzentrierter
Lastbeanspruchung 28
3 3 Ausbreitung konzentrierter Einzellasten bei gelenkig gelagerten
Einfeldplatten 30
331 Definition der mitwirkenden Breite für Biegung 30
332 Modellansätze in den deutschen Regelwerken zur Ermittlung der
mitwirkenden Breite bei gelenkig gelagerten Einfeldplatten 32
333 Biege- und Querkrafttragfahigkeit dünner Betonplatten 36
3 4 Einflussfaktoren auf die mitwirkende Breite für Biegung 38
341 Allgemeines 38
342 Querbewehrung
Inhaltsverzeichnis
3 43 Beanspruchungsniveau
344 Vorhandene Bauteilbreite
3 5 Biegetragfähigkeit von Betonplatten mit getränkter textiler Bewehrung
351 Allgemeines
352 Ingenieurmodell
350 Tragfähigkeitstafel für die Biegebemessung textilbewchrter Bauteile
mit Carbonbewehrung
3 6 Last-Verformungs-Verhalten bewehrter Biegebauteile
361 Allgemeines
362 Querschnittswerte im Zustand I und 11
363 Momenten-Krümmungs-Beziehung biegebeanspruchler Bauteile
3 7 Forschungsbedarf
„41
42
44
44
44
47
49
49
49
51
54
4
Experimentelle Untersuchungen der Materialeigenschaftcn von
41 Allgemeines
4 2 Beton
421 Druck-und Zugfestigkeit
422 Spannungs-Dehnungs-Beziehung
423 Querdehnungsverhalten
4 3 Textile Carbonbewehrung
431 Übersicht
432 Spannungs-Dehnungs-Beziehung
56
56
56
56
58
59
60
60
61
5
Bauteilversuche an Betonplatten mit textiler Carbonbewehrung
5 1 Allgemeines
5 2 Experimentelle Untersuchungen an Plattenstreifen
521 Probekörper und Versuchsprogramm
522 Eingesetzte Messtechnik
523 Experimentelle Bestimmung des Last-Verformungs-Verhaltens und
der Biegetragfähigkeit
5 3 Experimentelle Untersuchungen an großformatigen Platten
531 Probekörper und Versuchsprogramm
532 Eingesetzte Messtechnik
533 Experimentelle Bestimmung des Last-Verformungs-Verhaltens und
der Biegetragfähigkeit
534 Zwischenfazit
5 4 Ermittlung mitwirkender Breiten filr Biegung
62
62
63
63
64
69
75
„75
„78
81
88
89
II
Inhaltsverzeichnis
541 Allgemeines 89
542 Methode l: Vergleich der Momententragfahigkeit von Plattenstreifen
und Platte 89
543 Methode 2: Auswertung mittels digitaler Bildkorrelation 97
544 Einfluss der Querbewehrung auf die mitwirkende Breite 104
545 Einfluss der Lastbreite auf die mitwirkende Breite 105
5 5 Schlussfolgerungen 106
6 Numerische Modellierung des Tragverhaltens textilbewehrter Platten
unter Einzellast 107
6 1 Allgemeines 107
6 2 Werkstoffgesetze 108
621 Bewehrung und Verbund 108
622 Beton 108
6 3 Beschreibung und Validierung der FE-Modelle 110
631 Modellbcschreibung 110
632 Validierung der numerischen Berechnungen 111
633 Rissbildung 116
6 4 Parameterstudien zum Lastabtrag konzentrierter Einzellasten 117
641 Einfluss der Querbewehrung 117
642 Einfluss der Lastbreite 118
643 Einfluss der Bauteilbreite 119
644 Einfluss des mechanischen Längsbewehrungsgrades 122
6 5 Zwischenfazit 123
7 Mitwirkende Breite bei konzentriert belasteten Betonplatten mit textiler
Carbonbewehrung 124
7 1 Einführung 124
7 2 Ansatz zur Ermittlung der mitwirkenden Breite für Biegung 125
7 3 Anwendungsgrenzen des Lösungsvorschlags 129
8 Vergleichende Betrachtungen an Stahlbetonplatten unter
konzentrierter Einzellast 130
8 1 Einführung 130
8 2 Bauteilversuche an dünnen Platten und Plattenstreifen aus hochfestem
Beton 131
821 Übersicht 131
822 Versuchsergebnisse 131
m
823 Ermittlung mitwirkender Breiten für Biegung * ^
8 3 Numerische Modellierung des ragverhaltens ^ ^
831 Allgemeines ^7
832 Analyse des Einflusses der vorhandenen Bauteilbreite
833 Numerische Analyse von StahibetonfertigteilplaUen für den
allgemeinen Hochbau 14 *
8 4 Vorschlag zur Ermittlung der mitwirkenden Breite für Biegung 4^
8 5 Zusammenfassung 147
9 Zusammenfassung 149
10 Literaturverzeichnis 152
10 1 Fachliteratur 152
10 2 Technische Regelwerke 158
Anhang Al: Bauteilversuche an Plattenstreifen , 160
Anhang A2: Bauteilversuche an Platten 169
Anhang A3: Mitwirkende Breite für Biegung gemäß DA(Stb~Hcft 631 186
Dissertationsreihe 187
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