Um Lebewesen oder Bauwerke vor Impakteinwirkungen zu schützen, können die unterschiedlichsten Herangehensweisen angewandt werden. Es kann beispielsweise Energie durch innere Reibung, plastische Verformung oder Abfederung absorbiert oder umgelenkt werden. Möglichkeiten der Umsetzung sind lose Schüttungen, die beispielsweise im Fall von Steinschlagschutzgalerien eingesetzt werden, oder geschichtete Aufbauten, wie sie zum Beispiel für Personenrüstungen zum Einsatz kommen. Letztere sind sowohl in der Natur als auch in der Technik oft zu finden und dienen als Grundlage für die nachfolgend entworfenen Schutzkonstruktionen, die sich aus mineralisch gebundenen Kompositen zusammensetzen. Sie sollen in der Lage sein, Stahlbetonkonstruktionen vor Impakteinwirkungen zu schützen. Zunächst wurden die Eigenschaften der verwendeten Materialien unter statischen und dynamischen Lasten untersucht. Anschließend wurden mehrlagige Dämpfungsschichtaufbauten auf Stahlbetonbauteile aufgebracht, um das Dämpfungsverhalten in größerem Maßstab in Fallturmversuchen zu charakterisieren.

Im Rahmen der beschriebenen Arbeit erfolgt die experimentelle Untersuchung von nachträglich an Stahlbetonplatten aufgetragenen Verstärkungsschichten, die einer Impaktbelastung ausgesetzt werden. Die Grundlage hierfür bilden drei verschieden bewehrte Testserien, welche anhand eines entwickelten Versuchsschemas geprüft werden. Zielstellung ist die Quantifizierung der Leistungsfähigkeit rückseitig applizierter Verstärkungen sowie die Weiterentwicklung einer bereits existierenden Schädigungsbeschreibung und eines analytischen bzw. numerischen Modells.

Im vorliegenden Beitrag werden die prognostizierten Verformungen gemäß der Materialmodelle des fib Model Code 2010 sowie der DIN EN 1992-1-1:2011 realen Messdaten gegenübergestellt, die über einen Zeitraum von mehr als 12 Jahren an einer großen Talbrücke erfasst wurden. Die numerischen Berechnungen zeigen, dass sich die Stoffgesetze deutlich in ihrer Höhe und dem zeitlichen Verlauf der prognostizierten viskosen Betonverformungen unterscheiden. Die höchste Übereinstimmung mit den Messdaten wiesen die Stoffgesetze des EC 2 auf.

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Modellierung der Torsionstragfähigkeit segmentierter Betontürme auf Basis der Wölbtheorie dünnwandiger Stäbe. Ziel ist die wirklichkeitsnahe Abbildung des Tragverhaltens und die Entwicklung eines Ingenieurmodells, das dem praktischen Anwender stets die Kontrolle über sein Handeln bewahrt und die Resultate ohne gesonderten Interpretationsbedarf als Bewertungsgrundlage ansetzt. Auf der Grundlage von mechanischen Modellvorstellungen und nichtlinearen numerischen Untersuchungen wird die sukzessive Entwicklung eines ingenieurmäßigen Ansatzes vorgestellt. Dieser dient als Grundlage der Validierung sorgfältig durchzuführender Versuche an Betonsegmenten.

Für Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) wird die Überwachung mittels Monitoringsystemen immer wichtiger für den effizienten Betrieb. Problematisch ist, dass nicht nur die OWEA selbst, sondern auch die Monitoringsysteme altern. Für verlässliche Monitoringsysteme müssen daher auch deren Alterungsprozesse analysiert werden, damit das System lebensdauerumfassend an der OWEA verwendbar ist. Hierfür wurden Laser-Triangulationssensoren untersucht, die unterschiedlichen Temperaturen und Luftfeuchten ausgesetzt wurden. Das Messsignal wurde temperaturkompensiert und hinsichtlich seiner Messunsicherheit bewertet. Ferner ergaben erste Alterungsversuche, dass noch keine signifikanten Alterungserscheinungen aufgetreten sind.

Aufgrund seines hervorragenden Verhaltens gegenüber verschiedenen Beanspruchungen ist hochduktiler Beton (engl.: Strain-hardening cement-based composite, SHCC) ein vielversprechender Baustoff für eine Vielzahl an Anwendungen unter statischen, stoßartigen und zyklischen Belastungen. Für einen sicheren Materialeinsatz ist ein tieferes Verständnis des zyklischen Verhaltens erforderlich. Dazu wurden zyklische Belastungsversuche an hochfestem SHCC mit Polyethylen (PE)- Fasern unter Variation des Belastungsregimes durchgeführt. Anhand der Versuche und der morphologischen Analysen konnte gezeigt werden, dass PE-SHCC eine große Sensitivität gegenüber der Variation der mechanischen Einwirkung zeigt.

Das Rissverhalten von Stahlbeton wird maßgeblich durch die Verbundwirkung zwischen Bewehrung und Beton beeinflusst. Aktuelle Untersuchungen befassen sich mit der Rissbreitenentwicklung und Verbundspannungsverteilung unter Langzeitbelastung. Dabei werden verschiedene Betonsorten (fcm ≈ 30–70 MPa), drei unterschiedliche Probetypen sowie faseroptische Sensoren verwendet. In diesem Artikel sind der experimentelle und messtechnische Aufbau sowie die Ergebnisse der ersten Versuchsreihen im Vergleich zu bestehenden Verbundmodellen dargestellt. Darüber hinaus werden Einflüsse des Prüfkörpers und der Verbundlänge sowie die Möglichkeiten zur Erfassung des lokalen Verbundverhaltens mit faseroptischen Sensoren aufgezeigt.

Der vorliegende Beitrag befasst sich – motiviert vom Detail des monolithischen Anschlusspunktes der Stützen an den Überbau semi-integraler Brücken und den damit einhergehenden Besonderheiten für den Entwurf – mit der Thematik der verformungsinduzierten Rissbildung und ihren Einflussfaktoren. Anhand zweier Versuchsreihen wird der Einfluss der geometrischen Querschnittsparameter (Bewehrungsgrad, Bewehrungsumfang und Anzahl der Bewehrungslagen) auf die Rissbildung infolge Zwangsverformung untersucht.

Sehr viele Infrastrukturbauwerke haben bereits eine hohe Nutzungsdauer hinter sich und müssen instandgesetzt oder neu errichtet werden. Im Zuge der aktuellen Bestrebungen, mit möglichst geringen Materialeinsätzen die notwendige Bauwerkssicherheit zu erzeugen, rücken dünne Instandsetzungsschichten immer häufiger in den Fokus der Planenden. Aufgrund fehlender Beispielbauten und Umsetzungsrichtlinien werden solche Lösungen jedoch oft nicht ausgeführt. Im hier vorgestellten Beispiel wird anhand einer über 100 Jahre alten Schleuse die Möglichkeit einer Sanierung mit dünnen Schichten aus hochduktilem Beton (engl.: strain-hardening cement-based composites, SHCC) und Textilbeton (engl.: textile reinforced concrete, TRC) vorgestellt sowie Ergebnisse aus dem nunmehr dreijährigen Bauwerksmonitoring dargelegt.

Durch den Einsatz des 3D-Drucks mit Beton kann die Produktivität auf der Baustelle enorm gesteigert, der gesamte Bauablauf optimiert und zugleich geometrische Freiheit ohne zusätzliche Kosten realisiert werden. Jedoch bevor der Beton-3D-Druck eine breite Anwendung finden kann, müssen einige Fragen in Bezug auf die Dauerhaftigkeit sowie die Gebrauchsfähigkeit gedruckter Betonelemente erforscht werden. Im vorliegenden Aufsatz wird die Problematik der Verformungen und Rissbildung bei gedruckten Betonelementen infolge des plastischen Schwindens beleuchtet. Außerdem werden geeignete Messverfahren für die Quantifizierung von gehindertem sowie ungehindertem plastischem Schwinden von gedrucktem Beton vorgestellt.