Sliding planes of PTFE are commonly used because of their excellent tribological properties. However, especially in cases of high contact pressures, PTFE suffers from its comparatively poor mechanical properties. This paper presents a sliding construction developed within an innovative experimental test-setup to enable experimental investigation of large-scale concrete members subjected to punching shear. To fulfill the special demands of the new test-setup, greased, only 0.5 mm thin sheets of PTFE were used to minimize friction between the bearing construction and the test specimen. This highly effective sliding construction leads to a dynamic friction coefficient μd,max between 0.0065 and 0.0035 while the static friction coefficient μ s remains below 0.0048. Simultaneously, compressive axial stresses of more than 60 MPa occur. The paper highlights major aspects of the sliding plane's development and demonstrates its sliding abilities.
The contribution presents a test series of four geometrically similar specimens of different size designed to investigate the punching behavior of thick reinforced concrete slabs. The thickness ranges from 300 to 650 mm and the slab radius varies between 1.12 and 2.45 m. For experimental execution, an innovative test method is employed and updated towards thick slabs. It uses the symmetry of specimens and reduces them corresponding to the symmetry grade to quarters. By applying this method, geometrical dimensions and associated test loads are reduced by 75%. The tests demonstrate on the one hand that the updated method is suitable for punching tests of thick specimens. And, on the other hand, the results indicate a less pronounced size effect for multilayered, highly reinforced slabs than predicted in theory.
Durchstanzversuche an Stahlbetonplatten sind bislang auf geringe Dicken begrenzt. Infolge hoher Prüflasten und großer Versuchskörperabmessungen stoßen Versuchslabore weltweit an ihre Grenzen. Um erstmals Plattendicken bis 70 cm im Experiment zu testen, nutzt ein neu entwickeltes Versuchskonzept den Symmetrieeffekt. Durch Viertelung der Versuchskörper an zwei Symmetrieebenen lassen sich sowohl Prüflasten als auch Versuchskörperabmessungen um den Faktor 4 reduzieren. Bei der Umsetzung des Konzepts stellt der Übergang zwischen Versuchskörper und Versuchsstand an den Symmetrieebenen die zentrale Herausforderung dar. Durch die statisch unbestimmte Lagerung und Vorspannkräfte von bis zu 5 MN/m führen bereits geringe geometrische Unschärfen zu Zwangsbeanspruchungen, die ungewünscht verfälschte Ergebnisse und Initialrisse erzeugen. Dabei geht es um lokale Welligkeit, ungewollte Schiefstellungen, Versätze oder Winkeligkeit. Der Beitrag zeigt, wie mit digitaler Planung und Fertigung hochpräzise Versuchskörper und ebensolche Gegenstücke an den Widerlagern entstehen. Messungen und Nachrechnungen belegen, dass die erzielten Genauigkeiten im Submillimeterbereich genügen, um die resultierenden Zwangsbeanspruchungen für Plattendicken bis ca. 30 cm vernachlässigbar zu halten. Für Großversuche an bis zu 70 cm starken Platten sind zusätzliche Eigenspannungen aus Widerlagerrotationen zu erwarten, sodass vorgeschlagen wird, die Probekörper direkt im Versuchsstand zu betonieren (match casting), um Zwangsspannungen aus Geometrieunschärfen nahezu auszuschließen.
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