Materialermüdung von Stahl- und Spannbeton unter hochzyklischer Beanspruchung (E-Book)

Gerade mit dem Ausbau der Windenergie in Deutschland ist in den letzten Jahrzehnten der Bau von zyklisch beanspruchten Spannbetontürmen stetig vorangetrieben worden. Für diese sehr schlanken Tragstrukturen ist die Bemessung des Ermüdungswiderstandes mittlerweile das dominante Auslegungskriterium und damit entscheidend für die Standsicherheit, aber auch für einen wirtschaftlichen Materialeinsatz. Auch im Straßen- und Eisenbahnbrückenbau besteht ein großer Bedarf an realistischen Modellen für die Beschreibung des Ermüdungswiderstandes von Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktionen. Einige der derzeit in Anwendung befindlichen Bemessungskonzepte stammen aus den 1990er Jahren und bedürfen einer umfassenden Weiterentwicklung. Dies trifft insbesondere für die Verwendung von hochfesten Betonen zu, da deren Ermüdungswiderstand wegen ungenügender Erkenntnisse in den derzeitigen Nachweisformaten überproportional abgemindert werden muss. Die für eine Normenfortschreibung notwendigen Ermüdungsuntersuchungen an Beton, Betonstahl und deren Verbund sind allerdings mit einem enormen Zeit- sowie Kostenaufwand verbunden und können in einem überschaubaren Zeitraum nur im Verbund von mehreren Forschungsinstituten erfolgen. Aus diesem Grund wurde das Verbundforschungsvorhaben "WinConFat - Materialermüdung von On- und Offshore Windenergieanlagen aus Stahlbeton und Spannbeton unter hochzyklischer Beanspruchung" initiiert. Durch den Zusammenschluss von acht Forschungseinrichtungen und drei Industriepartnern wurden wichtige Fragestellungen zum grundlegenden Materialverhalten von Beton, Betonstahl und deren Verbund unter Ermüdungsbeanspruchungen koordiniert untersucht.

Aus dem Inhalt:

• Ermüdung von druckschwellbeanspruchtem Beton
• • Übergeordnete Auswertung projekteigener Ermüdungsversuche
  • Ermüdungsverhalten von Beton für unterschiedliche Probekörpergeometrien
  • Untersuchungen zur Spannungsumlagerung in großformatigen Betonbauteilen unter Ermüdungsbeanspruchungen
  • Untersuchungen zum Einfluss der Belastungsfrequenz und -geschwindigkeit auf den Ermüdungswiderstand von hochfestem Beton
  • Beton unter sehr hohen Lastwechselzahlen
  • Amplitudenwechsel und Reihenfolgeeffekte
  • Grundwert der Ermüdungsfestigkeit f_cd,fat
  • Ermüdung von hochfestem Stahlfaserbeton unter hochzyklischer Beanspruchung
  • Wasserinduzierte Ermüdungsschädigung zyklisch beanspruchter Betone
  • Untersuchungen zur Schädigungsentwicklung von Beton mithilfe der Ultraschalllaufzeitmessung
• Ermüdung des Verbundes
• • Verbund unter sehr hohen Lastwechselzahlen – Druckschwellbeanspruchung
  • Untersuchungen zum Verbund unter Zugschwellbeanspruchung und unter sehr hohen Lastwechselzahlen sowie zum Einfluss Belastungsfrequenz und -geschwindigkeit
• Ermüdung von Betonstahl
• • Betonstahl unter sehr hohen Lastwechselzahlen