Petr Máca, Lena Leicht, Thomas Schubert, Birgit Beckmann
{"title":"Experimentelle Untersuchung von Stahlbetonbalken ohne Bügelbewehrung unter Stoßbelastung","authors":"Petr Máca, Lena Leicht, Thomas Schubert, Birgit Beckmann","doi":"10.1002/best.202300101","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202300101","url":null,"abstract":"Versuche an Stahlbetonbalken ohne Bügel dienen häufig als vereinfachte Grundlage zur darauf aufbauenden numerischen Simulation von Stahlbetonplatten. In diesem Beitrag wird eine experimentelle Studie des Verhaltens von Stahlbetonbalken unter Stoßbelastung vorgestellt. Die Versuche wurden im 11 m hohen Fallturm des Otto‐Mohr‐Laboratoriums der TU Dresden mit zylindrischen Impaktoren von 100 mm Durchmesser durchgeführt, welche mit Druckluft auf Geschwindigkeiten zwischen 2,7 m/s und 25,8 m/s beschleunigt wurden. Die verwendeten Impaktoren wogen 14,22 kg und 21,66 kg. Die Impaktor‐ und Auflagerkräfte, die Balkenverschiebungen und ‐beschleunigungen wurden an ausgewählten Stellen erfasst. Die Sensordaten wurden durch digitale Bildkorrelation (DIC) ergänzt. Die Balken wiesen je nach Aufprallgeschwindigkeit und ‐masse unterschiedliche Versagensarten auf. Scherrisse bildeten sich ab Aufprallgeschwindigkeiten von etwa 11 m/s, was beim leichteren Impaktor einer kinetischen Impaktorenergie von 860 J entspricht. Unter Aufprallgeschwindigkeiten von etwa 22 m/s wurde die Bildung eines Durchstanzkegels in der Nähe des Belastungspunkts beobachtet. Diese Ergebnisse liefern wichtige Erkenntnisse zur Bewertung von Stahlbetonbalken ohne Querkraftbewehrung unter Impaktbelastung. Weiterhin dienen die Ergebnisse der Verbesserung von numerischen Modellen, sodass diese präziser und verlässlicher komplexe Großstrukturen abbilden können.","PeriodicalId":503358,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"11 6","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-13","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139781717","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Zum 200. Geburtstag von Gustav Robert Kirchhoff: Vor 175 Jahren wurde die Plattentheorie vollendet","authors":"K. Kurrer","doi":"10.1002/best.202400002","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202400002","url":null,"abstract":"An Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) erinnern fünf wichtige Errungenschaften der Physik des 19. Jahrhunderts:– Verzweigungsgesetze des elektrischen Stromes in zusammengesetzten Leitungssystemen (Knotenpunkt‐ und Maschensatz), 1845– Theorie der dünnen, elastischen Platte, 1850– Theorie des dünnen, elastischen Stabs mit großen Deformationen, 1859– Begründung der Spektroskopie mit Robert W. Bunsen (1811–1899), 1859– Strahlungsgesetz, 1859Hinzu kommt noch der Piola‐Kirchhoffsche Spannungstensor aus der Kontinuumsmechanik. Diese Aufzählung der von Kirchhoff in der Physik hinterlassenen Spuren könnte fortgesetzt werden. Neben der Biographie steht im Folgenden die Genese der für den Stahlbetonbau wichtigen Theorie der dünnen, elastischen Platte im Mittelpunkt.","PeriodicalId":503358,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"46 19","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-12","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139844887","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Einfluss einer Wärmebehandlung auf das Verbundkriechen von hochfestem Beton","authors":"Yannik Schwarz, David Sanio, P. Mark","doi":"10.1002/best.202300088","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202300088","url":null,"abstract":"Die Verbundwirkung von Beton und Betonstahl ermöglicht es, Kräfte zwischen den beiden Baustoffen zu übertragen. An der mechanischen Verzahnung der Rippen mit dem umliegenden Beton entstehen dabei hohe Druckspannungen auf die Betonkonsolen. Dies führt bei Dauerlast zu Kriechverformungen (Verbundkriechen). Die Relativverschiebung (Schlupf) zwischen Bewehrungsstab und Beton nimmt dabei stetig zu, was sich nachteilig auf Rissbreiten und Dauerhaftigkeit auswirken kann. Im Beitrag wird die Reduktion des Verbundkriechens durch eine initiale rapide Wärmebehandlung bei 80 °C mit 60 % relativer Luftfeuchte und Dauern von 4, 16 oder 24 h experimentell untersucht. Hierfür werden Probekörper aus hochfestem Beton – im Anschluss an die entsprechende Wärmebehandlung – im Auszugsversuch für 300 d mit einer konstanten Dauerlast beaufschlagt und der kontinuierliche Anstieg der Relativverschiebungen aufgezeichnet. Als Referenz dienen nicht temperierte Proben. Die Kriechverformungen werden anhand von unbelasteten Proben von den Schwindeffekten separiert. Zudem werden unerwünschte Biegeeffekte aus der unvermeidlichen Vorkrümmung der Betonstähle identifiziert und rechnerisch eliminiert. Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Wärmebehandlung das Verbundkriechen um etwa 40 % geringer ausfällt.","PeriodicalId":503358,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"17 3","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139805932","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Thomas Schubert, Jonathan Scholer, Alexander Kahnt, T. Braml, Steffen Marx, Birgit Beckmann
{"title":"Carbonbeton‐Sandwichelemente unter Anpralllast – numerische und experimentelle Untersuchung","authors":"Thomas Schubert, Jonathan Scholer, Alexander Kahnt, T. Braml, Steffen Marx, Birgit Beckmann","doi":"10.1002/best.202300102","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202300102","url":null,"abstract":"Im vorliegenden Beitrag wird untersucht, inwieweit Carbonbeton‐Sandwichelemente als Fertigteilwände zum Gebäudeschutz beitragen können. Der Kompositwerkstoff Carbonbeton ermöglicht aufgrund der korrosionsbeständigen Bewehrung dünnwandige Konstruktionen. Die Sandwichplatte besteht aus zwei 3 cm dünnen Carbonbetonschichten, zwischen denen 8 cm Mineralfaserwolle als Dämmschicht angebracht ist. Durch den geschichteten Aufbau können Fertigteile hergestellt werden, die die Anforderungen an Tragfähigkeit und Bauphysik erfüllen und als Wandelemente in Gebäudehüllen eingesetzt werden. Im Beitrag wird untersucht, inwieweit ein solches Sandwichwandelement einen baulichen Schutz gegen Anpralllasten darstellen kann, wie sie beispielsweise durch Unwettersituationen infolge geänderter klimatischer Bedingungen oder auch durch anthropogene Ursachen auftreten können. Hierfür werden Impaktversuche in der Fallanlage der TU Dresden durchgeführt. Im druckluftbeschleunigten Modus der Fallanlage wird untersucht, welche Schädigung eine Impaktmasse von 8,4 kg mit Auftreffgeschwindigkeit von 35 m/s in der Carbonbeton‐Sandwichplatte hervorruft. In der experimentellen Untersuchung werden die fotogrammetrisch ermittelten Beschleunigungen sowie Durchbiegungen aufgezeichnet. Darüber hinaus werden das Durchstanzversagen und die Perforation der Carbonbeton‐Sandwichplatte in numerischen Simulationen untersucht und die Ergebnisse mit den experimentell ermittelten Daten verglichen.","PeriodicalId":503358,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"21 8","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139891111","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}