| dc.date.accessioned | 2009-03-12T10:24:19Z | |
| dc.date.available | 2009-03-12T10:24:19Z | |
| dc.date.issued | 2008 | |
| dc.identifier.isbn | 978-3-89958-374-8 | |
| dc.identifier.uri | urn:nbn:de:hebis:34-2009031226631 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/123456789/2009031226631 | |
| dc.format.extent | 7601158 bytes | |
| dc.format.mimetype | application/pdf | |
| dc.language.iso | ger | |
| dc.publisher | Kassel Univ. Press | ger |
| dc.rights | Urheberrechtlich geschützt | |
| dc.rights.uri | https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/ | |
| dc.subject | UHPC | ger |
| dc.subject | Faserbeton | ger |
| dc.subject | Kombinierte Bewehrung | ger |
| dc.subject | Rissbreitenbegrenzung | ger |
| dc.subject | Dauerhaftigkeit | ger |
| dc.subject.ddc | 620 | |
| dc.title | Rissbildung und Zugtragverhalten von mit Stabstahl und Fasern bewehrtem Ultrahochfesten Beton (UHPC) | ger |
| dc.type | Dissertation | |
| dcterms.abstract | Ultrahochfester Beton (UHPC) ist ein sehr gefügedichter zementgebundener Werkstoff, der
sich nicht nur durch eine hohe Druckfestigkeit, sondern auch durch einen hohen Widerstand
gegen jede Form physikalischen oder chemischen Angriffs auszeichnet.
Duktiles Nachbruchverhalten bei Druckversagen wird meist durch die Zugabe dünner kurzer
Fasern erreicht. In Kombination mit konventioneller Betonstahl- oder Spannbewehrung
ermöglicht UHPC die Ausführung sehr schlanker, weitgespannter Konstruktionen und eröffnet
zugleich neue Anwendungsgebiete, wie zum Beispiel die flächenhafte Beschichtung von
Brückendecks.
Durch das Zusammenwirken kontinuierlicher Bewehrungselemente und diskontinuierlich
verteilter kurzer Fasern ergeben sich unter Zugbeanspruchung Unterschiede gegenüber dem
bekannten Stahl- und Spannbeton. In der vorliegenden Arbeit wird hierzu ein Modell entwickelt
und durch eine umfangreiche Versuchsreihe abgesichert. Ausgangspunkt sind experimentelle
und theoretische Untersuchungen zum Verbundverhalten von Stabstählen in einer
UHPC-Matrix und zum Einfluss einer Faserzugabe auf das Reiß- und Zugtragverhalten von
UHPC.
Die Modellbildung für UHPC-Zugelemente mit gemischter Bewehrung aus Stabstahl und
Fasern erfolgt auf der Grundlage der Vorgänge am diskreten Riss, die daher sehr ausführlich
behandelt werden. Für den elastischen Verformungsbereich der Stabbewehrung (Gebrauchslastbereich)
kann damit das Last-Verformungs-Verhalten für kombiniert bewehrte Bauteile
mechanisch konsistent unter Berücksichtigung des bei UHPC bedeutsamen hohen Schwindmaßes
abgebildet werden. Für die praktische Anwendung wird durch Vereinfachungen ein
Näherungsverfahren abgeleitet.
Sowohl die theoretischen als auch die experimentellen Untersuchungen bestätigen, dass der
faserbewehrte UHPC bei Kombination mit kontinuierlichen Bewehrungselementen selbst kein
verfestigendes Verhalten aufweisen muss, um insgesamt verfestigendes Verhalten und damit
eine verteilte Rissbildung mit sehr keinen Rissbreiten und Rissabständen zu erzielen. Diese
Beobachtungen können mit Hilfe der bisher zur Verfügung stehenden Modelle, die im
Wesentlichen eine Superposition isoliert ermittelter Spannungs-Dehnungs-Beziehungen des
Faserbetons und des reinen Stahls vorsehen, nicht nachvollzogen werden.
Wie die eigenen Untersuchungen zeigen, kann durch ausreichend dimensionierte Stabstahlbewehrung
zielgerichtet und ohne unwirtschaftlich hohe Fasergehalte ein gutmütiges Verhalten
von UHPC auf Zug erreicht werden. Die sichere Begrenzung der Rissbreiten auf deutlich
unter 0,1 mm gewährleistet zugleich die Dauerhaftigkeit auch bei ungünstigen Umgebungsbedingungen.
Durch die Minimierung des Material- und Energieeinsatzes und die zu erwartende lange
Nutzungsdauer lassen sich so im Sinne der Nachhaltigkeit optimierte Bauteile realisieren. | ger |
| dcterms.abstract | Ultra high performance concrete (UHPC) is a very densely structured cementitious material,
which is not only characterised by a high compressive strength but also by a high resistance
against every kind of physical and chemical attack.
A ductile post-failure behaviour under compression is mostly achieved by adding thin short
fibres. In combination with conventional bar reinforcement or prestressing steel, UHPC enables
to build slender, long-span structures and offers the opportunity for new application
fields, i. e. coating of bridge decks by reinforced UHPC layers.
Due to the interaction of continuous reinforcement elements and discontinuously distributed
short fibres under tensile loading differences compared to common reinforced concrete and
prestressed concrete can by observed. Concerning this, within the scope of this thesis a model
is developed and confirmed by an extensive test series. The work is based on experimental
and theoretical investigations on the bond behaviour of reinforcing bars embedded in an
UHPC-matrix and on the influence of fibre addition on the cracking and tensile behaviour of
UHPC.
The modelling of UHPC tensile members with a combination of reinforcing bars and fibres is
based on the consideration of discrete cracks. Therefore, the essential mechanical relationships
are treated in detail. For the elastic range of the reinforcing steel (serviceability range)
the load-deformation-behaviour of structural elements with combined reinforcement can be
described consistently considering the shrinkage strain that is significant for UHPC. For practical
use, an approximation procedure is derived by introducing some simplifications.
Both the theoretical and the experimental investigations confirm, that in combination with bar
reinforcement the fibre reinforced UHPC itself does not need to show a hardening behaviour
to achieve an overall hardening behaviour and to enable a distributed crack formation with
small crack widths and crack spacings. Model ideas available so far, which primarily suggest
a superposition of the stress-strain-relationship of fibre concrete and of plain steel, both determined
separately, are not able to reproduce this observation.
According to the own investigations, with sufficient bar reinforcement, a reliable tensile behaviour
of UHPC can be achieved purposefully without uneconomically high fibre contents.
At the same time, the secure limitation of crack width significantly below 0.1 mm guarantees
durability even under unfavourable environmental conditions.
Because of the minimised demand of material and energy and on account of the expected high
service life within the meaning of sustainability optimised structures can be realised. | eng |
| dcterms.accessRights | open access | |
| dcterms.creator | Leutbecher, Torsten | |
| dcterms.isPartOf | Schriftenreihe Baustoffe und Massivbau ;; 9 | ger |
| dc.contributor.corporatename | Kassel, Universität, FB 14, Bauingenieurwesen | |
| dc.contributor.referee | Fehling, Ekkehard (Prof. Dr.-Ing.) | |
| dc.contributor.referee | Nguyen, Viet Tue (Prof. Dr.-Ing.) | |
| dc.contributor.referee | Muttoni, Aurelio (Prof. Dr. sc. techn.) | |
| dc.description.everything | Gedruckte Ausg. im Verlag Kassel Univ. Press (www.upress.uni-kassel.de) erschienen. | ger |
| dc.subject.swd | Ultrahochfester Beton | ger |
| dc.subject.swd | Zugbeanspruchung | ger |
| dc.subject.swd | Faserverstärkung | ger |
| dc.subject.swd | Bewehrungsstab | ger |
| dc.subject.swd | Rissbildung | ger |
| dc.subject.swd | Tragfähigkeit | ger |
| dcterms.source.series | Schriftenreihe Baustoffe und Massivbau | ger |
| dcterms.source.volume | 9 | ger |
| dc.date.examination | 2007-11-28 | |
