Zum Jahresbericht 2009 - Fachbereich - Bauingenieurwesen ...

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D e u tsch e s Museum ze i g t UHPC – made in Ka iserslaute r n Am 19. November <strong>2009</strong> wurde das Zentrum Neue Technologien ZNT im Deutschen Museum in München mit einem Festakt im Beisein des Bundespräsidenten eröffnet. Das ZNT bietet eine Plattform für aktuelle Themen aus Naturwissenschaft und Technik. Die Fraunhofergesellschaft, die sich an der Gestaltung und Finanzierung beteiligt hat, präsentiert dort eine Materialbank: Sie besteht aus ca. 600 miteinander verbundenen Platten, die aus verschiedenen innovativen Materialien gefertigt sind. Zu sehen und befühlen sind dort auch Platten aus ultrahochfestem Beton (UHPC), die von der TU Kaiserslautern beigesteuert wurden. Die Ausstellung zeigt zudem eine Exponatssäule, die beispielhaft neue Werkstoffe zeigt. Auch dort ist UHPC aus Kaiserslautern zu bestaunen. Die Ausstellung ist täglich von 9.00 bis 17.00 Uhr geöffnet.
Innovative Verbindungen J ü rgen S ch n e ll | Wo l fgang Kurz | S u sa n n e Wiese Eine den Werkstoffeigenschaften und wirtschaftlichen Anforderungen gerecht werdende Anwendung von ultrahochfesten Betonen erfordert hybride Konstruktionen mit minimierten Querschnitten. Sollen ultrahochfeste Betone im miniaturisierten Stahlverbundbau eingesetzt werden, erweisen sich herkömmliche Verbundmittel wie Kopfbolzen oder Puzzleleisten als nicht optimal leistungsfähig. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG fördert deshalb ein Projekt, in dem eigens für filigrane UHPC-Querschnitte entwickelte Verbundmittel (Stahlscharen) in ihrer Tragwirkung eingehend untersucht und beschrieben werden. Die Anwendungsfelder für miniaturisierten Stahlverbundbau liegen vorrangig bei Bauteilen, an die keine Brandschutzanforderungen gestellt werden und deren Schwingungsverhalten beherrscht werden kann. Ein leistungsfähiger Verbund eröffnet zahlreiche Einsatzmöglichkeiten. Hierzu zählen filigrane Fassadenplatten mit konventioneller Tragschicht oder beidseitiger UHPC- Schicht, mit und ohne Hinterlüftung, Hohlwände als tragende Innenbauteile mit integrierter Haustechnik, auskragende Platten mit obenliegenden Stegen und auch verschiebbare Bauteile. Auch Fußgängerstege und Hohlkastenbögen sind in der vorgeschlagenen Bauweise gut realisierbar. Für die Weiterentwicklung einer geeigneten Dübelform für Bauteile mit geringen Querschnittsabmessungen wurden verschiedene Überlegungen angestellt. Ein Versagen des Stahlteils des Verbundmittels ist aus Gründen der Duktilität wünschenswert, da Betonversagen bei den angestrebt hohen Betonfestigkeiten des UHPC zu einem Sprödbruch führen kann. Zur Einleitung der Schubkraft ist weiterhin eine große Kontaktfläche im Beton anzustreben. Bei dünnen Blechen reicht hierbei die Stirnfläche des Stahlzahns nicht S tahlscharleiste aus. Als Ergebnis eines mehrstufigen Optimierungsprozesses entstand die Idee, rechteckförmige Stahlzähne an der Blechoberkante anzuordnen und diese an ihrer Spitze um 90° zu verdrehen. Eine derartige Geometrie bietet zusätzlich einen hinreichenden Widerstand gegen die Vertikalkräfte, welche den Betongurt vom Stahlblech abheben wollen, sowie gegen Zugkomponenten, die am Rand von Stegöffnungen entstehen. Es war zu erwarten, dass diese tordierten Stahlzähne eine hohe Tragfähigkeit bei gleichzeitig duktilem Versagen ermöglichen. Für erste Tastversuche (Push-out-Versuche) wurde je eine Variante mit und ohne Abstand zwischen den Scharen getestet. Eine Dübelleiste mit Stahlscharen ohne Zwischenabstand bietet den Vorteil einer höheren Tragfähigkeit aufgrund der höheren Dübelanzahl. Die Anordnung der Stahlscharen mit Zwischenabstand führt zwar zu einer geringeren Tragfähigkeit, erlaubt aber den Einsatz einer Querbewehrung. Die Tragfähigkeit des Stahlschars kann durch die Verwendung höherfester Stähle zielsicher gesteigert werden. Zunächst wurden unbeschichtete Bleche verwendet. Im weiteren Fortgang des Projektes sollen aus Gründen des Korrosionsschutzes bandverzinkte Bleche verwendet werden. Das Versagen trat stets durch Abscheren der Stahlscharleiste ein. In den Versuchen konnte eine hohe Tragfähigkeit sowie eine für die geplanten Anwendungsbereiche ausreichende Duktilität gezeigt werden. Die bisherigen Ergebnisse lassen das Potenzial der Stahlscharen erkennen. 9
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