TU Dresden RWTH Leibniz Institut

Teilprojekt C02

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.

Wissenschaftler

Josef Hegger
Teilprojektleiter
Josef Hegger
Prof. Dr.-Ing.
RWTH Aachen University, Lehrstuhl und Institut für Massivbau
Mies-van-der-Rohe-Str. 1
52074 Aachen
Marton Claßen
Teilprojektleiter
Martin Claßen
Dr.-Ing
RWTH Aachen University, Lehrstuhl und Institut für Massivbau
Mies-van-der-Rohe-Str. 1
52074 Aachen
Sven Bosbach
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Sven Bosbach
M.Sc.
RWTH Aachen University, Lehrstuhl und Institut für Massivbau
Mies-van-der-Rohe-Str. 1
52074 Aachen

Publikationen / Publications

Beckmann, B.; Bielak, J.; Bosbach, S.; Scheerer, S.; Schmidt, Chr.; Hegger, J.; Curbach, M. (2021) Collaborative research on carbon reinforced concrete structures in the CRC/TRR 280 project in Civil Engineering Design  3, issue 3, p. 99–109 – DOI: 10.1002/cend.202100017

Beckmann, B.; Bielak, J.; Scheerer, S.; Schmidt, Chr.; Hegger, J.; Curbach, M. (2021) Standortübergreifende Forschung zu Carbonbetonstrukturen im SFB/TRR 280 in Bautechnik  98, issue 3, p. 232–242 – DOI: 10.1002/bate.202000116