Ziel des Projekts ist dem Bauherren Aussagen über das Tragverhalten seines Bauwerks liefern zu können, zum einen anhand von Berechnungen, und zum anderen experimentell, durch einen Versuch.
Der Erkenntnisgewinn des Versuchs wird den schriftlichen Ergebnissen gegenübergestellt. Es wird untersucht, wie sich die Verstärkung von Bauteilen auf deren Gebrauchstauglich-keit auswirkt und in wie weit die Anordnung der Bewehrungsschicht Einfluß auf das Trag-verhalten der Plattenkonstruktion hat. Bei den Belastungsversuchen werden Lastniveaus für Gebrauchslast, Risslast, Versuchsziellast und Bruchlast berechnet und auf die Platten-modelle aufgebracht. Die Ergebnisse der Belastungsversuche werden den rechnerischen Ergebnissen gegenübergestellt und interpretiert.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1 Grundlage
1.2 Vorgehensweise
1.3 Ziel des Projekts
2. Bemessung der Stahlbetonplatte
2.1 System und Bemessung
2.2 Einwirkungen
2.2.1 Ständige Lasten (Plattengewicht + Glockenlasten)
2.2.2 Veränderliche Laste
2.3 Berechnung nach EDV
2.4 Bemessung
2.4.1 System
2.4.2 Bewehrungsberechnungen
2.5 Mindestbewehrung
2.6 Gewählte Bewehrung
3. Herstellung Modell [theoretischer Ansatz]
3.1 Allgemeines
3.2 Bewehrung
3.3 Umrechnung auf Modell
3.4 Bewehrungspläne
4. Herstellung Modell [praktischer Teil]
4.1 Allgemeines
4.2 Bewehrung
4.3 Betonrezeptur
4.4 Beton
4.4.1 Schalung
4.4.2 Betonherstellung
4.5 Herstellung eines Mikrobetonmodells
4.6 Nachbehandlung des Betons
5. Ermittlung der Versuchslasten
5.1 Allgemeines
5.2 Gebrauchslast
5.2.1 Möglichkeit a) Gesamtlast-[Plattenlast+Lastgeschirr]
5.2.2 Möglichkeit b) Zusätzliche Last-Lastgeschirr
5.2.3 Laststufe 1
5.2.4 Laststufe 2
5.2.5 Laststufe 3
5.3 Versuchsziellast
5.4 Risslast
5.5 Bruchlast
5.6 Zusammenfassung Lastenermittlung
6. Versuchsaufbau
6.1 Allgemein
6.2 Messtechnik / Messplanung
6.2.1 DMS
6.2.2 Wegaufnehmer
6.2.3 Kraftmessdose
6.2.4 Messplanung
6.3 Aufbau
6.3.1 Lastgeschirr
6.3.2 Lastgeschirrplan
7. Versuchsdurchführung und Interpretation
7.1 Lastregime
7.2 Versuchsergebnisse
7.3 Allgemeines
7.4 Diagramme Platte 1
7.4.1 Durchbiegung [Wegaufnehmer]
7.5 Messplan Platte 2
7.5.1 Durchbiegung [Wegaufnehmer]
7.5.2 Dehnung [DMS]
8. Auswertung und vergleich der Ergebnisse
8.1 Stahlbetonplatte
8.1.1 Rechnerische Beurteilung
8.1.2 Gebrauchslast, Versuchsziellast und Risslast
8.1.3 Bruchlast
9. Zusammenfassung
9.1 Empfehlung Bauherr
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht das Tragverhalten einer bestehenden Stahlbetonplatte eines Glockenturms durch eine Kombination aus theoretischer statischer Bemessung und experimentellen Modellversuchen im Maßstab 1:10, um die Machbarkeit einer Umnutzung als Aussichtsplattform sowie die Aufbringung höherer Lasten zu prüfen.
- Statische Bemessung der Stahlbetonplatte nach DIN-Normen
- Konstruktion und Herstellung von Mikrobetonmodellen
- Experimentelle Belastungstests bis zur Bruchlast
- Vergleich zwischen theoretischen Berechnungsergebnissen und Messdaten
- Evaluierung der Einflüsse von Bewehrungsarten (Drillbewehrung)
Auszug aus dem Buch
1. Einleitung
Bei komplizierten Tragwerken oder solchen mit schwierig erfaßbaren Randbedingungen treten oft experimentelle Untersuchungen an die Stelle der statischen Berechnungen oder dienen zumindest als Ergänzung bzw. Bestätigung der analytisch erhaltenen Werte. Der Großteil der noch ungeklärten Fragen kommt dabei im Bauwesen aus dem Bereich des Stahlbetonbaus. Dies liegt zum einem an dem eigenen, oft nur schwer erfaßbaren. Tragverhalten, zum anderen an den vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten der Materialien Stahl und Beton. Aus wirtschaftlichen und versuchstechnischen Gründen wird man bei solchen Untersuchungen das Tragwerk möglichst verkleinert als Modell mit einem definierteren Maßstab Lv rekonstruieren und unter entsprechenden Belastungen prüfen.
Beim Modellversuch kommt es darauf an, das tragende System der Hauptausführung nicht nur geometrisch genau nachzubilden, sondern auch das Tragverhalten im Detail und das Zusammenwirken aller einzelnen Elemente zu erfassen. Hierbei gilt es aus dem erworbenen Wissen Rückschlüsse auf die Hauptausführung ziehen zu können. Dies bedeutet, dass Modelle die während zunehmender Belastung dessen eintretende Umlagerungen nachvollziehen zu können, wie sie bei Traglastversuchen in der Hauptausführung auftreten. Modell, die diese Anforderungen erfüllen, werden im folgenden als Realmodell bezeichnet, im Gegensatz zu den Modellen , die nur für Messungen im elastischen Bereich geeignet sind .Für die letzteren bieten sich als Werkstoff Mikrobeton, an, wobei im Modell stets der Zustand I ohne gerissene Zugzone vorliegt. Realmodelle erfassen auch den Zustand II mit gerissener Zugzone; für sie kommen als Werkstoffe in erster Linie Stoffe auf minderalischer Grundlage in Frage, mit Zement als Bindemittel. Dessen Hauptanwendungsgebiet sind Untersuchungen des Verformungsverhaltens und der Rißbildung von Tragwerken. Einerseits unter Gebrauchslast und anderseits der Traglastversuche zur Ermittlung des Tragverhaltens bei teilweiser Plastifizierung des Materials und der Bestimmung der bei Gebrauchslast tatsächlich vorhandenen Sicherheiten gegenüber dem Brauchzustand. Voraussetzung hierfür ist die Dehnungsgleichheit zwischen Modell und Haupausführung im gesamten Belastungsbereich (εv=1 ).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung stellt die Motivation für experimentelle Modellversuche im Stahlbetonbau dar und definiert die Zielsetzung des Projekts, die Tragsicherheit einer Glockenturmplatte zu verifizieren.
2. Bemessung der Stahlbetonplatte: In diesem Kapitel werden die theoretischen Grundlagen, Einwirkungen und die statische Bemessung der Platte mittels EDV-Unterstützung sowie Handrechnungen erläutert.
3. Herstellung Modell [theoretischer Ansatz]: Hier werden die theoretischen Schritte für die Umrechnung der Bewehrung von der Hauptausführung auf das verkleinerte Mikrobeton-Modell detailliert.
4. Herstellung Modell [praktischer Teil]: Dieses Kapitel beschreibt den praktischen Prozess der Modellfertigung, von der Schalung über die Betonrezeptur bis zur Nachbehandlung der Prüfkörper.
5. Ermittlung der Versuchslasten: Hier werden die verschiedenen Lastniveaus, wie Gebrauchslast, Risslast und Bruchlast, theoretisch für das Modell abgeleitet.
6. Versuchsaufbau: Dieses Kapitel widmet sich der technischen Ausstattung für den Versuch, insbesondere der Platzierung von Dehnungsmessstreifen (DMS) und Wegaufnehmern.
7. Versuchsdurchführung und Interpretation: Der Abschnitt dokumentiert das tatsächliche Lastregime der Versuche und interpretiert die gemessenen Durchbiegungs- und Dehnungswerte.
8. Auswertung und vergleich der Ergebnisse: Die Ergebnisse aus Theorie und Experiment werden hier gegenübergestellt, um die tatsächliche Tragsicherheit des Bauwerks zu bewerten.
9. Zusammenfassung: Abschließend werden die zentralen Erkenntnisse zusammengeführt und eine klare Empfehlung für den Bauherrn ausgesprochen.
Schlüsselwörter
Stahlbetonplatte, Glockenturm, Modellversuch, Mikrobeton, Bewehrung, Gebrauchslast, Risslast, Bruchlast, Dehnungsmessstreifen, Wegaufnehmer, Tragverhalten, Statik, Bauwerkssicherheit, Experimentelle Statik, Lastaufnahme.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der statischen Untersuchung einer Stahlbetonplatte eines Glockenturms, um deren Tragfähigkeit unter veränderten Lastbedingungen zu prüfen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die theoretische Bemessung, die experimentelle Untersuchung mittels Modellversuchen aus Mikrobeton sowie der Abgleich dieser Ergebnisse.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist es, dem Bauherrn wissenschaftlich fundierte Aussagen darüber zu geben, ob das Bauwerk eine schwerere Glocke und eine Nutzung als Aussichtsplattform sicher tragen kann.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es werden sowohl computergestützte statische Berechnungen (FEM) als auch physikalische Modellversuche (im Maßstab 1:10) mit Dehnungsmessungen durchgeführt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst die theoretische Bemessung, die detaillierte Beschreibung der Modellherstellung, den Versuchsaufbau mit Messtechnik sowie die Durchführung und Auswertung der Lastversuche.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Schlüsselwörter sind Stahlbeton, Mikrobeton, Traglastversuch, Bewehrung und statische Bemessung.
Welchen Einfluss hat die Drillbewehrung auf das Ergebnis?
Die Drillbewehrung wurde bei Platte 1 eingesetzt; der Vergleich mit Platte 2 ohne diese Bewehrung zeigt, dass es in diesem spezifischen Fall kaum Unterschiede bei der Gesamtbelastbarkeit gibt.
Warum wurde Mikrobeton für die Modellversuche genutzt?
Mikrobeton wurde verwendet, um das Tragverhalten, insbesondere die Rissbildung und Verformung, maßstabsgerecht vom Originalbauwerk auf das verkleinerte Modell übertragen zu können.
- Arbeit zitieren
- M.sc Bahram Ahmadi (Autor:in), 2009, Untersuchung einer Stahlbetonplatte , München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/209069
