Volltext (PDF) - Qucosa

1. Einführung und Zielsetzung
Um sicherzustellen, dass die Versuchsgrenzlast nicht überschritten wird, muss das untersuchte Bauteil
ein ausreichendes ”
Ankündigungsverhalten“ aufweisen, wobei sich der Begriff ”
Ankündigung“
auf die Versuchsgrenzlast und nicht auf die maximale Grenzbelastung im Grenzzustand der Tragfähigkeit
bezieht. Tragwerke mit geringem Ankündigungsverhalten (z. B. Stahlbetonkonstruktionen
ohne Querkraftbewehrung, Tragwerke aus Spannbeton) können daher mit den bisher angewendeten
Techniken nur in Ausnahmefällen einem Belastungsversuch unterzogen werden. Hier können
schon geringe Strukturveränderungen eine intolerable Schädigung, einen unzulässigen Verlust an
Vorspannkraft oder gar eine Reduzierung der Tragfähigkeit zur Folge haben, so dass im Falle eines
Belastungsversuches die maßgebenden Versuchsgrenzlastkriterien weit auf der sicheren Seite festgelegt
werden müssen.
Für die Messung von sehr geringen Strukturveränderungen sind die heute bei Probebelastungen üblichen
Messverfahren (Messung von Globalverformungen oder punktuellen Dehnungen) nur bedingt
geeignet, da im Falle der Globalverformungen (z. B. Durchbiegungen) Nichtlinearitäten erst sehr
spät erkannt werden können, wogegen bei punktuellen Dehnungsmessungen der Ort des Auftretens
von Nichtlinearitäten vorher genau bekannt sein muss. Im hier beschriebenen Forschungsprojekt
wird daher das Ziel verfolgt, durch eine flächen- bzw. volumenhafte Überwachung Dehnungs- und
Rissbildungsprozesse im Tragwerk bzw. in relevanten Tragwerksbereichen frühzeitig zu erkennen
und hieraus Versuchsgrenzlastindikatoren abzuleiten, welche insbesondere für die Untersuchung
von Bauteilen mit geringem Ankündigungsverhalten verwendbar sind. Hierfür kommen spezielle
Verfahren zum Einsatz, welche in der jüngeren Vergangenheit teilweise eine erhebliche Entwicklung
erfahren haben und für die bereichsweise Überwachung von Bauteilabschnitten geeignet sind. Konkret
wurden folgende Technologien bzw. Verfahren ausgewählt, die innerhalb des Forschungsvorhabens
auf ihre Eignung und Anwendbarkeit zur Identifikation von Strukturveränderungen überprüft
und weiterentwickelt werden sollen:
- Photogrammetrie,
- Schallemissionsmessung,
- bereichsweise Verformungsmessung.
Ein besonderes Ziel ist es, vor allem durch die Kombination der genannten Messverfahren eine
wesentliche Verbesserung der Informationsqualität während des Belastungsversuches zu erreichen
und aus der Auswertung der Messergebnisse objektive Kriterien für die Bestimmung der Versuchsgrenzlast
zu definieren. Dadurch soll gewährleistet werden, dass beginnendes nichtlineares Strukturverhalten
auf sehr geringem Niveau unmittelbar während des Versuches festgestellt und damit
die Versuchsgrenzlast schädigungsfrei ermittelt werden kann.
Das beschriebene Forschungsvorhaben beinhaltet die notwendigen theoretischen Grundlagenuntersuchungen
und -entwicklungen sowie deren Verifizierung im Rahmen von Bauteilversuchen im
Labor. Im Rahmen des Fortsetzungsprojektes wurden die gefundenen Indikatoren in einem in-situ-
Versuch an Spannbetonhohlplatten erprobt und bestätigt. Den Schwerpunkt des Fortsetzungsprojektes
stellt die Weiterentwicklung der photogrammetrischen Auswertungen zur Online-Fähigkeit
dar. Diese wurde im November und Dezember 2012 erstmals bei Bauteilversuchen im Labor erfolgreich
eingesetzt.
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