Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International

54. BetonTage Kongressunterlagen |
between the nodes and members are designed as dry
joints for the purpose of facilitating assembly, a new approach
is required in terms of manufacturing accuracy.
The manufacturing tolerance of the nodes and bracing
members is limited to be less than ± 0.25 mm. As this involves
a great deal of eff ort with regard to the formwork,
the node elements and bracing members were produced
using a CNC milling machine in order to ensure the required
dimensional accuracy.
The great potential for the use of UHPC lies in the
fi eld of prefabrication, thus particular attention needs to
be drawn in the connection technology since this has a
signifi cant infl uence on the load-bearing capacity, economic
effi ciency and acceptance of the entire structure.
The modular UHPC truss makes it possible to reduce the
manufacturing costs by approximately 40 % in comparison
with steel frameworks through the advantages from
the series production and the appropriate connection
methods. The cost can be further reduced through an optimization
of the UHPC components undertaken together,
which results in a material cost of less than € 600/m³.
Folded slab structures using UHPC
Folded slab structures are another kind of systems that
benefi t from the use of UHPC. This is particularly true
when fi ber-reinforced UHPC is used, since it eliminates
the need for steel reinforcement and leads to a signifi cant
reduction in the wall thickness. A typical example is the
staircase consisting of fi ber-reinforced UHPC shown in
Fig. 2. The staircase has a thickness of only 5 cm. As a result,
the concrete volume in the UHPC staircase amounts
to less than a quarter of the volume typically used in conventional
staircases with conventional reinforced concrete.
A load of 7.5 kN/m² was applied to the staircase during
the component test, resulting in a maximum defl ection
of only 4 mm, which is equivalent to an amount of L/465.
The UHPC staircase is particularly suitable for upscale
residential or commercial buildings.
Summary
Cost-effi cient applications of UHPC, which are attractive
to the market, can be realized only with designs taking the
material properties into account. In addition to the design,
the material compositions of UHPC and the manufacturing
as well as the connection methods play an essential
role in the cost optimization.
The construction company Max Bögl GmbH and the German
Federation of Industrial Research Associations “Otto
von Guericke” are highly acknowledged for their assistance
in the product development.
BFT 02/2010
Fig. 2 UHPC staircase.
Abb. 2 Treppenlauf aus UHFB.
Podium 5
techniken lassen sich mit der modularen Fachwerkkonstruktion
aus UHFB im Vergleich zu Stahlfachwerken die
Herstellungskosten um etwa 40 % reduzieren. Einfl uss
auf die realisierbare Kosteneinsparung hatte auch die begleitend
zur Konstruktionsentwicklung durchgeführte
Optimierung der kostenintensiven Bestandteile des
UHFB, wodurch die Materialkosten auf weniger als 600
€/m³ gesenkt werden konnten.
Faltwerk aus UHFB
Auch Faltwerke sind zur vorteilhaften Anwendung von
UHFB geeignet. Dies triff t insbesondere dann zu, wenn
durch den Einsatz von faserverstärktem UHFB auf Betonstahlbewehrung
verzichtet und die Wandstärke deutlich
reduziert werden kann. Ein Beispiel hierfür ist der in
Abb. 2 gezeigte Treppenlauf aus faserverstärktem UHFB.
Die Wandstärke des Treppenlaufs beträgt nur 5,0 cm. Das
Betonvolumen der Treppe aus UHFB beträgt dadurch weniger
als ein Viertel des Betonvolumens herkömmlicher
Treppenläufe aus Stahlbeton. In der Bauteilerprobung
wurde auf den Treppenlauf eine Last von 7,5 kN/m² aufgebracht,
wobei eine maximale Durchbiegung von lediglich
4 mm auftrat, die einem Betrag von L/465 entspricht. Die
Treppe aus UHFB ist insbesondere für den Einsatz in exklusiven
Wohn- und Geschäftshäusern geeignet.
Fazit
Eine wirtschaftliche und damit marktgerechte Materialanwendung
von UHFB ist nur mit werkstoff gerechten
Konstruktionen möglich. Neben der Konstruktionsform
spielen die Stoff zusammensetzung des UHFB sowie die
Herstellungs- und Verbindungstechnik eine wesentliche
Rolle für die Wirtschaftlichkeit des Produkts. Für die Unterstützung
bei der Produktentwicklung sei der Max Bögl
Bauunternehmung sowie der Arbeitsgemeinschaft industrieller
Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“
e.V. (AiF) herzlich gedankt!
Dr.-Ing. Michael Küchler
kuechler@hochleistungsbeton.de
Geb. 1964; 1985–1989 Studium
des Bauingenieurwesens
an der Fachhochschule Frankfurt
am Main; 1983–1994 Ingenieurbüro
Dipl.-Ing. Ulf
Reichelt, Off enbach am Main;
seit 1994 König und Heunisch
Planungsgesellschaft, Frankfurt
am Main; 2003–2008
externer wiss. Mitarbeiter am
Institut für Massivbau und
Baustoff technologie der Uni
Leipzig; seit 2008 Mitglied des
wissenschaftlichen Beirates
am Institut für Werkstoff - und
Konstruktionsentwicklung,
Magdeburg
M.Sc. Jianxin Ma, Institut für
Werkstoff - und Konstruktionsentwicklung,
Magdeburg
ma@hochleistungsbeton.de
Geb. 1967; 1985 – 1990 Bachelor
– Studium; 1993 – 1996
Master – Studium an der
Fakultät für
Werkstoff wissenschaft und
–Ingenieurwesen der Tongji
Universität, Shanghai, China;
2000 – 2008 wiss. Mitarbeiter
am Institut für Massivbau
und Baustoff technologie
der Univ. Leipzig; seit 2008
Entwicklungsleiter Baustoff e
am Institut für Werkstoff - und
Konstruktionsentwicklung,
Magdeburg.
93