Charakterisierung und Modellierung dünnwandiger, mineralisch gebundener Membranbauteile unter mehraxialen Spannungszuständen

Mineralisch gebundene Komposite mit nichtmetallischen Bewehrungen zeichnen sich durch sehr hohe Druck- und hohe Zugtragfähigkeiten aus und eignen sich besonders für dünnwandige Strukturen wie doppelt gekrümmte Schalentragwerke oder Balkenstegen, in denen die Lasten hauptsächlich über oberflächenparallele Membranspannungen abgetragen werden. Allerdings sind die Tragmechanismen von Carbonbeton unter mehraxialen Spannungszuständen bisher unzureichend erforscht. Es ist vollkommen ungeklärt, ob die für Membranspannungszustände im Stahlbetonbau erarbeiteten Fachwerkmodelle und Druckfeldtheorien, die im Bruchzustand den Lösungen der Plastizitätstheorie entsprechen, auf Beton mit Carbonbewehrungen übertragbar sind.

Im Rahmen des Teilprojektes wird eine neue Charakterisierungsmethodik für Carbonbetonmembranen unter mehraxialen Spannungszuständen entwickelt, die eine detaillierte Erforschung aller am Lastabtrag beteiligten Tragmechanismen ermöglicht. Die neuartigen Versuchsanordnungen beheben die Defizite bekannter Prüfmethoden und erlauben die reproduzierbare Charakterisierung aller konstitutiven Gesetze. Aufbauend hierauf wird eine neue, werkstoffgerechte Druckfeldtheorie entwickelt, die eine realistische Beurteilung des Trag- und Verformungsvermögens von Carbonbetonmembranen im ebenen Spannungszustand ermöglicht und die Untersuchung der Anwendungsgrenzen der Plastizitätstheorie auf Carbonbeton ermöglicht.

Angegliedert an das Projekt C02 ist das Ergänzungsprojekt C02*: Systematische Untersuchungen zur Interaktion der Querkrafttraganteile in Querkraftmodellen.