Franz Xaver Forstlechner
Franz Xaver Forstlechner (2014), Dünnwandige Tragkonstruktionen aus Carbonbeton. Beitrag zur Steigerung der Ressourceneffizienz im Massivbau, Institut für Tragwerksentwurf; 1. Gutachter: Stefan Peters, 2. Gutachter: Viet Tue Nguyen; 150 Seiten, Deutsch.
Durch die Entwicklung hochleistungsfähiger Betone mit enormer mechanischer Festigkeit, hoher Widerstandsfähigkeit und verlässlich einstellbarer Konsistenz ist es heute möglich, tragende Betonbauteile mit Dicken im Bereich weniger Zentimeter herzustellen. Auch die Entwicklung korrosionsresistenter und hochfester Bewehrungsformen aus Carbonfasern begünstigt diese Tendenz, da sie Betondeckungen im Bereich weniger Millimeter und geringe Bewehrungsgrade zulässt. Die zentrale Forschungsfrage der vorliegenden Dissertation lautet daher, wie maximal fünf Zentimeter dicke Betonbauteile mithilfe von Carbonfasern bewehrt werden sollen, um unter Biegebeanspruchung eine hohe Steifigkeit auf Gebrauchslast-Niveau, und zugleich eine hohe Tragfähigkeit und Duktilität im Bruchzustand zu erreichen? Der in dieser Arbeit verfolgte Lösungsansatz besteht darin, den Beton mittels Textilgelegen aus Carbonfasern möglichst oberflächennah zu bewehren, und in den Bereichen der größten Beanspruchungen zusätzlich zentrische Spannglieder in Form von CFK-Lamellen anzuordnen, die im Spannbett vorgespannt werden. Die Beantwortung der Forschungsfrage erfolgt einerseits anhand von Laborversuchen, die das Verbundverhalten von Carbonbewehrung und Hochleistungsbetonen bzw. das Biegetragverhalten von schlaff bewehrten und vorgespannten Carbonbeton-Platten untersuchen. Auf Grundlage der Versuche wird ein Modell zur Abbildung des Tragverhaltens aufgestellt, und ein Bemessungskonzept abgeleitet. Andererseits wird die Anwendbarkeit der entwickelten Leitbauweise im größeren Maßstab durch Herstellung eines Prototypens überprüft, der neben Erfahrungen hinsichtlich des geeigneten Bauverfahrens auch Erkenntnisse über die Wirtschaftlichkeit und das Langzeitverhalten liefert. Die gegenständliche Arbeit stellt einen baupraktischen Beitrag zur Entwicklung dünnwandiger Tragkonstruktionen aus Carbonbeton dar, die aufgrund des geringen Eigengewichts und der hohen Dauerhaftigkeit die Ressourceneffizienz im Massivbau steigern sollen.
Durch die Entwicklung hochleistungsfähiger Betone mit enormer mechanischer Festigkeit, hoher Widerstandsfähigkeit und verlässlich einstellbarer Konsistenz ist es heute möglich, tragende Betonbauteile mit Dicken im Bereich weniger Zentimeter herzustellen. Auch die Entwicklung korrosionsresistenter und hochfester Bewehrungsformen aus Carbonfasern begünstigt diese Tendenz, da sie Betondeckungen im Bereich weniger Millimeter und geringe Bewehrungsgrade zulässt. Die zentrale Forschungsfrage der vorliegenden Dissertation lautet daher, wie maximal fünf Zentimeter dicke Betonbauteile mithilfe von Carbonfasern bewehrt werden sollen, um unter Biegebeanspruchung eine hohe Steifigkeit auf Gebrauchslast-Niveau, und zugleich eine hohe Tragfähigkeit und Duktilität im Bruchzustand zu erreichen? Der in dieser Arbeit verfolgte Lösungsansatz besteht darin, den Beton mittels Textilgelegen aus Carbonfasern möglichst oberflächennah zu bewehren, und in den Bereichen der größten Beanspruchungen zusätzlich zentrische Spannglieder in Form von CFK-Lamellen anzuordnen, die im Spannbett vorgespannt werden. Die Beantwortung der Forschungsfrage erfolgt einerseits anhand von Laborversuchen, die das Verbundverhalten von Carbonbewehrung und Hochleistungsbetonen bzw. das Biegetragverhalten von schlaff bewehrten und vorgespannten Carbonbeton-Platten untersuchen. Auf Grundlage der Versuche wird ein Modell zur Abbildung des Tragverhaltens aufgestellt, und ein Bemessungskonzept abgeleitet. Andererseits wird die Anwendbarkeit der entwickelten Leitbauweise im größeren Maßstab durch Herstellung eines Prototypens überprüft, der neben Erfahrungen hinsichtlich des geeigneten Bauverfahrens auch Erkenntnisse über die Wirtschaftlichkeit und das Langzeitverhalten liefert. Die gegenständliche Arbeit stellt einen baupraktischen Beitrag zur Entwicklung dünnwandiger Tragkonstruktionen aus Carbonbeton dar, die aufgrund des geringen Eigengewichts und der hohen Dauerhaftigkeit die Ressourceneffizienz im Massivbau steigern sollen.