Formoptimierte filigrane Stäbe aus UHPC und korrosionsfreier CFK-Bewehrung für variable räumliche Stabtragwerke

点击翻译按钮获取中文摘要

Tragsysteme aus Beton sind bisher im Regelfall dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Ausnahme von Stützen die Lasten bei vergleichsweise unausgewogener Materialausnutzung als flächige Bauteile oder massive Biegebalken abtragen. Wenn es gelingt, die Systeme aufzulösen und filigrane stabartige Tragstrukturen zu entwerfen, die sich am Kräftefluss orientieren, so lässt sich neben der Gewichtsre-duktion und Ressourceneffizienz auch die Transparenz wesentlich erhöhen. Durch innovative Werk-stoffe (z.B. UHPC) und neuartige Fertigungsverfahren bestehen bei geschickter Formgebung – sowohl auf Systemebene (Anordnung von Knoten und Stäben) als auch auf der Ebene der Komponenten (materialoptimierte Stäbe und Knoten) – mittlerweile grundsätzliche Möglichkeiten, auch mit Be-tontragwerken in Bereiche vorzudringen, die bisher ausschließlich dem Stahl vorbehalten waren. Hochfester, hochdichter Beton und Bewehrungselemente aus faserverstärkten Kunststoffen führen zudem zu korrosionsarmen Bauteilen mit geringem Wartungsaufwand und hoher Dauerhaftigkeit.Ziel des Forschungsvorhabens ist es, durch theoretische und experimentelle Untersuchungen allge-meine Ingenieurmodelle sowie Entwurfsprinzipien für formoptimierte variable Zug- und Druckstäbe aus UHPC und CFK-Bewehrung zu entwickeln und so wesentliche Grundlagen für die zukünftige An-wendung filigraner räumlicher Stabtragwerke aus Beton zu schaffen. Dazu wird ein modulares Konzept zunächst theoretisch vertieft, es werden in Kleinversuchen bisher nicht ausreichend geklärte Fragen wissenschaftlich abgesichert und die mechanischen Modelle schließlich durch Bauteilversuche validiert.