München, Techn. Universiẗat, Diss., 2004.

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2008.

Zugl.: Montréal, Concordia Univ., Masterarbeit, 2007

Techn. Universiẗat, Diss., 2006--München.

München, Techn. Universiẗat, Diss., 2007.

Die Umsetzung der Ziele des DFG-Schwerpunktprogramms (SPP) 1542 „Leicht Bauen mit Beton – Grundlagen für das Bauen der Zukunft mit bionischen und mathematischen Entwurfsprinzipien“ erfordert eine Anpassung grundlegender, im Stahlbetonbau etablierter Konstruktionsformen. Ein Beispiel hierfür ist die Stahlbetonskelettbauweise. Aktuelle Konstruktionen weisen klare Strukturen aus Stützen, Unterzügen und Decken, im Regelfall mit rechteckigen, über die Bauteillänge konstanten Querschnitten auf. Um diese typischen Konstruktionen zu optimieren, können die im Rahmen des SPP 1542 an der TU Braunschweig entwickelten Bauteil-, Füge- und Herstellungstechnologien genutzt werden. Um dies exemplarisch zu zeigen, wurde der Demonstrator uni-con² entwickelt und hergestellt. Der Demonstrator stellt einen Ausschnitt eines innovativen Tragwerks aus Hochleistungsbeton dar, das aus Platten- und Stabelementen, die nach dem Prinzip „form follows force“ an die einwirkenden Beanspruchungen angepasst werden, zusammengesetzt wird (Bild 1). Die vorgefertigten Elemente werden trocken gefügt. So kann der Aufbau beschleunigt und eine direkte Belastung ermöglicht werden. Die Verwendung von Trockenfugen erfordert eine hohe Präzision bei der Herstellung der Bauteile. Dies kann durch den Einsatz von hochpräzise hergestellten Schalungen sichergestellt werden. Der symmetrische Aufbau der Tragkonstruktion sowie die gleichbleibenden Spannweiten ermöglichen die multiple Verwendung der komplexen Schalungen. In Kombination mit der Reduktion des Zementverbrauchs ermöglicht dies zudem die Einsparung von natürlichen Ressourcen und Energie. / The implementation of the objectives of the DFG Priority Programme (SPP) 1542 “Concrete light – Future concrete structures using bionic, mathematical and engineering formfinding principles” requires the modification of fundamental structural forms established in reinforced concrete construction. An example of this is the reinforced concrete framework construction. Current constructions show distinct structures consisting of columns, beams and slabs, usually having rectangular cross-sections that are constant over the entire length of the component. In order to optimise these standard structures, the construction, joining and manufacturing technologies developed within the scope of SPP 1542 at Technical University (TU) Braunschweig can be used. The demonstrator uni-con² was developed and manufactured to exemplify this. The demonstrator represents a cutout of an innovative load-bearing structure made of high-performance concrete, which is composed of slab and beam elements designed according to the “form follows force” principle and adapted to the relevant stresses (Fig. 1). The prefabricated elements are joined dry. In this way the assembly can be accelerated and a direct loading can be made possible. The use of dry joints requires high precision in the production of the components. This can be achieved by high precision formwork. The symmetrical configuration of the structure and the constant spans allow the multiple use of the complex formwork. In combination with the reduction of cement consumption, this also enables the saving of natural resources and energy.

Das nachträgliche Verstärken von Betonbauteilen mit aufgeklebten CFK-Lamellen weist eine aufwendige iterative Biegebemessung aufgrund des komplexen Verbundverhaltens auf. Zur Ermittlung der Biegetragfähigkeit und der daraus resultierenden erforderlichen Lamellenfläche wurden die Ansätze des Stahlbetonbaus um die aufgeklebte Bewehrung erweitert. So konnten Bemessungstafeln mit dimensionslosen Beiwerten für unterschiedliche Gesamtdehnungszustände entwickelt werden, die in Verbindung mit dem vereinfachten Nachweisverfahren der DAfStb-Richtlinie 'Verstärken von Betonbauteilen mit geklebter Bewehrung' die Vorbemessung einer Biegeverstärkungsmaßnahme mit aufgeklebten CFK-Lamellen ermöglichen. Da die Bemessungstafeln mit dem vereinfachten Nachweis gewissen Anwendungsgrenzen unterliegen, wurde zusätzlich eine Excel-Arbeitsmappe konfiguriert, die den genaueren Nachweis der Lamellenkraftänderung am Zwischenrisselement sowie die iterative Bemessung der Biegetragfähigkeit enthält. Die vorliegende Arbeit beschreibt detailliert die Nachweisverfahren des DAfStb sowie die Erstellung der Bemessungshilfen.