Überblick zu Untersuchungsergebnissen

Innovative Fertigteilträger aus Faser- und Hochleistungsbetonen

Abb. 1 Spannbetonträger aus selbstverdichtendem Beton (links) und Entwicklung der Betondruckfestigkeit in Abhängigkeit vom Wasser-Zement-Wert (rechts).

Abb. 2 Kostenstruktur von Industriebauten aus Stahlbetonfertigteilen [1].

Abb. 3 Konstruktionsprinzip eines konventionellen Spannbetonträgers (oben) und eines vorgespannten Stahlfaserbetonträgers (unten).

Abb. 4 Sprengwerkwirkung aus der Endverankerung der Vorspannkraft; Tragmodell (links) und Rissbild im Versuch (rechts).

Abb. 5 Nachrisszugfestigkeit von Stahlfaserbeton (oben) und Traganteile der Schubtragfähigkeit eines vorgespannten Stahlfaserbetonträgers (unten).

Abb. 6 Vorgespannter Stahl-
faserbetonbinder; Last-Verformungsverhalten (oben links), Versuchsfoto (oben rechts) und Rissbild (unten) [5].

Abb. 7 Vergleich einer konventionellen (oben) und einer stahlfaserbewehrten TT-Platte (unten).

Abb. 8 Vorgespannte TT-Platte aus Stahlfaserbeton; Last-Verformungsverhalten (oben links), Abmessungen (oben rechts) und Rissbild bei q_k = 17,5kN/m² (unten).

Abb. 9 Systemlösung für abgesetzte Auflager bei TT-Platten [10].

Abb. 10 UHPC-Probenzylinder ohne Stahlfaserzugabe nach Druckversuch (links) und Spannungs-Dehnungsverhalten von UHPC (mit und ohne Fasern) unter Druckbeanspruchung (rechts).

Abb. 11 Last-Verformungs-
verhalten von vorgespannten UHPC-Stahlfaserbindern und Ergebnisse der numerischen Untersuchungen.

Abb. 12 Vorgespannter Spannbetonbinder aus Normalbeton ohne und mit UHPC-Stäben.

Abb. 13 Gegenüberstellung eines nach Neff [14] bewehrten Trägers mit einem Träger mit flächiger Lochblechbewehrung; Last-Verformungsverhalten (oben links), Konstruktionsprinzip eines Hybridträgers mit Lochblechbewehrung (oben rechts) und Hauptdruckspannungsplot (unten).

Dipl.-Ing. Vincent Oettel
(Jg. 1982): 2007 Diplom an der FH Hildesheim,
2009 Diplom an der TU Braunschweig, 2007-2009 Tätigkeit als Projektingenieur und Tragwerksplaner bei der Firma SEH (u.a. studienbegleitend). Seit 2009 wissenschaftl. Mitarbeiter im Fachgebiet Massivbau am Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz der TU Braunschweig.
v.oettel@ibmb.tu-bs.de

Prof. Dr.-Ing.
Martin Empelmann
(Jg. 1963): 1988 Diplom an der RWTH Aachen, 1989 – 1995 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl und Institut für Massivbau an der RWTH Aachen, 1995 Promotion an der RWTH Aachen, 1996-2006 HOCHTIEF Construction AG. Seit 2006 Leitung Fachgebiet Massivbau am Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz und Vorstandsmitglied der MPA für Bauwesen in Braunschweig.
m.empelmann@ibmb.tu-bs.de

Dipl.-Ing. Hauke Schmidt
(Jg. 1976): 2005 Diplom an der TU Braunschweig, 2005-2007 Tätigkeit als Tragwerksplaner im konstruktiven Ingenieurbau. 2007-2009 wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Massivbau am Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz der TU Braunschweig. Seit 2010 Tätigkeit als Tragwerksplaner im konstruktiven Ingenieurbau.
schmidt_hauke@gmx.de

Dr.-Ing. Manfred Teutsch
(Jg. 1947): 1968 Diplom an der FH Gießen, 1974 Diplom an der TU Darmstadt, 1968-1972 Tätigkeit für ein Ingenieurbüro in Dillenburg (studienbegleitend), 1979 Promotion an der TU Braunschweig. Seit 1974 wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Massivbau am Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz der TU Braunschweig. Zurzeit Akademischer Direktor.
m.teutsch@ibmb.tu-bs.de

 Im Beitrag wird über die Verwendung von Stahlfaserbeton in Kombination mit Vorspannbewehrung im sofortigen Verbund bei Bindern und Balken berichtet. Es zeigt sich, dass ein technisch sehr hochwertiges, innovatives und wirtschaftliches Bauprodukt entsteht. Auf Basis dieser Erkenntnisse und der Tragmodelle wird die Anwendung an vorgespannten TT-Platten und UHPC-Trägern aufgezeigt. Abschließend werden Untersuchungen zu innovativen Hybridträgern mit UHPC-Stäben, die auf sehr einfache Weise den baupraktischen Einsatz von UHPC erlauben, und Hybridträger mit Lochblechbewehrung vorgestellt, welche Trägersysteme mit sehr großen Stegöffnungen ermöglichen.

Aufgrund der stationären Fertigungsprozesse bietet die Fertigteilbauweise optimale Möglichkeiten zur Anwendung von modernen Hochleistungsbetonen, bei denen in den letzten Jahren beachtliche Entwicklungen stattgefunden haben (Abb. 1). Stellvertretend seien hier nur selbstverdichtende Betone (SCC), hochfeste (HPC) und ultrahochfeste Betone (UHPC) genannt. Neuerdings wird oftmals auch für einen Beton mit speziell auf den Anwendungs- und Nutzungszweck abgestimmten Eigenschaften der Begriff „Performance Based Concrete“ verwendet. Daraus resultiert ein mannigfaltiges Spektrum für...