B3 Konstruktion, Bemessung, Prüfung

Pavillon Kahla
Pavillon in Kahla, © Ulrich van Stipriaan

Im Basisvorhaben B3 wurden basierend auf Marktstudien Anwendungsbereiche für Carbonbeton herausgearbeitet und entsprechende Konstruktionsgrundsätze abgeleitet. Die Zusammenstellung und Bewertung von Bemessungs- und Sicherheitskonzepten ermöglicht die Umsetzung dieser neuartigen Konstruktionsprinzipien. Darüber hinaus wurden Prüfempfehlungen für die Bestimmung des Zug- und Verbundtragverhaltens von Carbonbeton unter vorwiegend ruhenden und nicht vorwiegend ruhenden Belastungen entwickelt. Ein technisches Informationssystem sichert die Verbreitung, die Verwertung und die Nutzung der gewonnenen Erkenntnisse.

Das Vorhaben gliedert sich in die drei Bereiche:

  • Konstruktionsgrundsätze und Anwendungspotentiale,
  • Bemessungs- und Sicherheitskonzepte,
  • Standardisierte Prüfkonzepte und Technisches Informationssystem.

Zusammenfassung der Ergebnisse
Unter Leitung des Instituts für Betonbau der HTWK Leipzig wurden nachhaltige Anwendungsgebiete für den Baustoff Carbonbeton erarbeitet und zusammengestellt. Im Weiteren wurde geprüft, inwieweit die Konstruktionsgrundsätze aus den angrenzenden Bereichen Stahlbeton, Textilbeton und Faserverstärkten Kunststoffen (FVK) auf Carbonbeton übertragen werden können. Für die ausgewählten Anwendungsbereiche wurden geeignete carbonbetonspezifische Konstruktionen erarbeitet.

In enger Zusammenarbeit zwischen Partnern des Instituts für Massivbau der TU Dresden, dem Ingenieurbüro Grassl und Hentschke Bau GmbH erfolgte die Zusammenstellung der erforderlichen Nachweise zur Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit sowie entsprechender Bemessungsmodelle. Die Übertragbarkeit der Nachweise und Bemessungsmodelle auf die Bauweise Carbonbeton wurde überprüft und bewertet. Zudem wurden Grundlagen für ein geeignetes Sicherheitskonzept – einschließlich der Ermittlung von Teilsicherheitsbeiwerten – erarbeitet.

In Kooperation zwischen dem Institut für Statik und Dynamik der TU Dresden und der Firma Dlubal Software GmbH wurde eine Bemessungssoftware für Carbonbeton entwickelt. Dafür wurden entsprechende spezifische finite Elemente für Dlubal-Software adaptiert und implementiert.

Foto: TU Dresden, IMB – Elisabeth Schütze | Zugprüfung Carbonbeton

In Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Massivbau der RWTH Aachen, der MFPA Leipzig GmbH und dem Institut für Massivbau der TU Dresden wurden in mehreren Serien mit verschiedenen Materialkombinationen Ringversuche zum Verbund- und Zugtragverhalten von Carbonbeton mit textilem Gelege durchgeführt. Auf dieser Grundlage wurden anschließend Prüfempfehlungen für die Materialcharakterisierung von Carbonbeton ausgesprochen. An den verschiedenen Standorten wurden zudem geeignete Versuchseinrichtungen jeweils für die Materialcharakterisierung von Carbonbeton sowie für die Beurteilung des Tragverhaltens anhand von Bauteilen unter nicht vorwiegend ruhender Beanspruchung aufgebaut und getestet.

Für eine optimierte Verbreitung, Verwertung und systematische Nutzung der gewonnenen Erkenntnisse wurde ein technisches Informationssystems entwickelt. Dafür wurden unter anderem diverse Prüfprozesse aus den Basisvorhaben B1, B2 und B3 innerhalb der Software DETACT der Firma Symate abgebildet. Darauf aufbauend wurde an dem technischen Informationssystem TISC³ gearbeitet, mit dem über eine Schnittstelle zu DETACT unter anderem die automatisierte Auswertung der Daten erfolgen kann.

Verbundkoordinator
Technische Univeristät Dresden, Institut für Massivbau

Vorhabenleiter
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Manfred Curbach

Ansprechpartner
Dipl.-Ing. Elisabeth Schütze
+49 351 463 36399
email hidden; JavaScript is required

Beteiligte C³-Partner

  1. Betonwerk Oschatz GmbH
  2. Dlubal Software GmbH
  3. Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW
  4. Hentschke Bau GmbH
  5. Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig IfB
  6. Implenia Construction GmbH, Technical Center – Baustofftechnik
  7. Ingenieurbüro Grassl GmbH
  8. MFPA Leipzig GmbH
  9. RWTH Aachen Massivbau
  10. SCALE GmbH
  11. SKZ – KFE gGmbH
  12. Technische Univeristät Dresden
    – Institut für Statik und Dynamik der Tragwerke
    – Institut für Massivbau

Laufzeit: 01.01.2015 – 30.06.2016