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Fuegung schlanker Bauteile. Untersuchungen zur Einleitung von Druckkraeften mittels Implantaten / Joining of thin walled elements. Investigations on the introduction of compressive forces by the use of implants

Der Beitrag befasst sich mit der Fuege- und Verbindungstechnik von duennwandigen, vorgefertigten Bauteilen aus Ultrahochfestem Faserfeinkornbeton (UHFFB), und hierbei insbesondere mit der Einleitung von Druckkraeften mittels Implantaten. Diese neue Fuegetechnik beruecksicht sowohl die Anforderungen der Montage und Demontage als auch die Rezyklierbarkeit der Bauteile. Gerade im Hinblick auf Grundsatzfragen der Rezyklierbarkeit spielt die schnelle und wirtschaftliche Trennung von Fuegungen eine grosse Rolle. Fuer Verbindungen von Bauteilen aus Ultrahochfestem Beton (UHPC) eignen sich die aus dem Fertigteilbau bekannten Verbindungstechniken nur bedingt. Dies fuehrte zur Entwicklung einer neuartigen konstruktiven Loesung, welche insbesondere die Krafteinleitung, Kraftuebertragung, Fugenabdichtung und Toleranzen der Fertigteile besser beruecksichtigt. Nach theoretischen Ueberlegungen zu verschiedenen Verbindungstechniken wurde als guenstigste Loesung die Verwendung von Einbauteilen (Implantate) gefunden. Mit diesen Einbauteilen koennen die Bauteile nachtraeglich miteinander verbunden und auch wieder geloest werden. Solche Implantate koennen hohe Druckkraefte so einleiten und uebertragen, dass man die Spannungskonzentrationen in den Bauteilen minimiert. Dazu verfuegt das Implantat ueber eine speziell entwickelte Geometrie und Steifigkeitsverteilung. Das entwickelte Implantat besteht aus zwei miteinander verbundenen Komponenten: "Zahnleiste" und "Faecher". Die Einleitung der Kraefte erfolgt ueber die sich verjuengende Zahnleiste, welche in den Faecher eingreift, der seinerseits die Kraefte im Bauteil verteilt. Es kommt so zu einer Homogenisierung der Spannungsverteilung an den Einleitungsstellen der Kraefte. Der Aufbau und die Wirkungsweise dieser Verbindung wird beschrieben. Zur Entwicklung der Implantate wurden an der Universitaet Stuttgart erste Versuche zur Ermittlung des Kraft-Verformungs-Verhaltens durchgefuehrt, mit denen das Potenzial der Implantattechnik aufgezeigt werden konnte. Im Vergleich mit einer reinen Teilflaechenbelastung liess sich zum Beispiel die Tragfaehigkeit mit Implantaten um das 2,5-fache steigern. Aufbauend auf den bisherigen Untersuchungen erfolgen derzeit weitergehende Untersuchungen mit dem Ziel einer vollstaendigen Homogenisierung der Spannungsfelder auf Bauteilebene. Erste numerische Untersuchungen in dieser Richtung zeigen, dass sich die Erstrisslast deutlich steigern laesst. Da die bisherigen Untersuchungen nur fuer die Einleitung von Druckkraeften erfolgten, soll bei den weiteren Arbeiten auch die Wirkungsweise der Implantate bei Zug- und Querkraftbeanspruchung untersucht werden. Zeitgleich erfolgt die Erarbeitung eines Bemessungskonzepts fuer die Verbindung mit Implantaten. ABSTRACT IN ENGLISH: Reducing the environmental impact of concrete structures is a significant step for a sustainable building industry. Mass reduction due to an application of high-tech material combined with a focus on design for recyclability of structural elements requires the development of new construction methods. The use of Ultra-High-Performance Concrete (UHPC) with its advantageous properties allows for the construction of thin walled, prefabricated elements and aesthetically pleasant structures. Requirements for the assembly, disassembly and therefore recyclability as well as the compensation of tolerances and the accessibility of the gap between joined structural elements have to be taken into account for joining prefabricated elements on site. The authors present a construction method under consideration of the aforementioned requirements for joining thin, prefabricated elements made of Ultra-High-Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC) by the use of implants. The implant development, first results of experimental investigations and a general outline on the design for assembly and disassembly will be given in the context of recyclable and sustainable structures. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Sobek, W
    • MITTELSTAEDT, J
    • KOBLER, M
  • Publication Date: 2011-11

Language

  • German

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01444643
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Aug 29 2012 9:58AM