Impaktsicherheit von Baukonstruktionen durch mineralisch gebundene Komposite: Bauteilebene

Abstract

Ziel des seit 2017 durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Graduiertenkollegs GRK 2250 ist die interdisziplinäre Erforschung von Methoden zur Erhöhung des Impaktwiderstands von Bauwerken durch nachträgliche Verstärkung. Der vorliegende Beitrag gibt einen Einblick in die GRK‐Forschung auf Strukturebene. Mineralisch gebundene Verstärkungsschichten wurden auf der dem Impakt abgewandten Bauteilseite untersucht. Als Material für diese Schichten kamen feinkörnige Matrices ohne und mit Kurzfasern zur Anwendung, deren Wirksamkeit in der Impaktverstärkung durch die Einbettung verschiedener Textilien variiert wurde. Derartig verstärkte Platten wurden in einer Fallturmanlage einer Impaktbelastung ausgesetzt. Ein wichtiger Indikator für die Effektivität einer Verstärkungsmethode ist die Beurteilung der Schädigung. Hierzu wurde unter anderem eine Methode zur Analyse von Rissmustern durch Bildsequenzanalyse entwickelt. Die Experimente dienten des Weiteren als Referenz für die Simulation der Rissausbreitung in den impaktbeanspruchten Bauteilen mit der Phasenfeldmethode.

Impaktsicherheit von Baukonstruktionen durch mineralisch gebundene Komposite: Materialebene

“…In laufenden Untersuchungen werden 3D-Bewehrungen mit in Belastungsrichtung gradienten Eigenschaften entwickelt und mit textilbasierten, hochgradig strukturintegrierten Sensornetzwerken funktionalisiert. Ob eine derart hohe Duktilität im Hinblick auf die Verstärkung gegenüber Impakt effektiv ausgenutzt werden kann, wird in weiteren experimentellen und numerischen Untersuchungen auf Bauteilebene geklärt werden [7]. Darüber hinaus wird weiterhin geprüft, ob solche Komposite auch als seitliche Schubverstärkung auf stoßbeanspruchten Stahlbetonträgern oder bei lokalen Impaktbeanspruchungen an der dem Impakt zugewandten Seite von Stahlbetonbauteilen -bei der die Schub-und Druckspannungen dominieren -die notwendige Schutzwirkung entfalten.…”

“…Der vorliegende Aufsatz fasst die in den letzten drei Jahren erzielten Ergebnisse auf der Materialebene zusammen. Die auf der Bauteilebene gewonnenen Erkenntnisse werden in einem komplementären Aufsatz dargestellt [7].…”