Beton- und Stahlbetonbau最新文献

Die rechnerische Nachweisführung der Rückbauzustände von Großbrücken, die mit Spannstahl errichtet wurden, der gegenüber Spannungsrisskorrosion empfindlich ist, stellt eine besondere Herausforderung dar. Insbesondere die Beantwortung der Frage nach den noch ansetzbaren Restspannstahlflächen sowie ein darauf abgestimmtes Rückbaukonzept sind entscheidend für einen störungsfreien Bauablauf. In der vorliegenden Arbeit wird ein wahrscheinlichkeitstheoretischer Ansatz vorgestellt, mit dessen Hilfe die mit ausreichender Sicherheit ansetzbaren Restspannstahlflächen bestimmt werden können. Einhergehend mit den weiterhin unterbreiteten Vorschlägen soll hiermit ein Beitrag zu einer rechtssicheren Planung und letztlich zur Ausschreibung von Brückenrückbauten geleistet werden.

Spannungsrisskorrosion stellt Brückenbetreiber vor immense Herausforderungen, da sie zu gravierenden Schäden an den Spanngliedern führen kann und gleichzeitig die Methoden zur frühzeitigen Schadenserkennung und Tragfähigkeitskontrolle stark eingeschränkt sind. In diesem Kontext hat sich die Schallemissionsanalyse (SEA) zur Detektion von Spanndrahtbrüchen als bedeutsame Methode etabliert. Diese Technologie bietet einzigartige Vorteile und kann einen wichtigen Beitrag zur Sicherstellung des Weiterbetriebs gefährdeter Bauwerke liefern. Gleichzeitig erfordert die Anwendung der SEA tiefgehende spezialisierte Fachkenntnisse. Mit der zunehmenden Verbreitung und dem steigenden Interesse an dieser Methode ist auch der Bedarf an standardisierten Prozessen und Qualitätskontrollen gewachsen. Diesen Bedarf hat der Fachausschuss Schallemissionsprüfung der DGZfP erkannt und die Richtlinie  SE 05 entwickelt. Diese Richtlinie setzt klare Standards und bietet umfassende Anleitung für die Implementierung und Anwendung der Schallemissionsanalyse zur Detektion von Spanndrahtbrüchen.

Der Bau der „Brücke über den Seeblickweg“ zeichnet sich aus durch die Verwendung innovativer Bauweisen und unkonventioneller Materialien. Die zweifeldrige Fuß- und Radwegbrücke vereint einen Holz-Beton-Verbundquerschnitt in den Feldbereichen mit einem Carbonbetonplattenbalken im Stützbereich und an den Widerlagern. Durch den Einsatz der nichtmetallischen Bewehrung kann die Betondeckung reduziert und auf eine zusätzliche Schutzschicht verzichtet werden. Im vorliegenden Aufsatz werden die carbonbetontechnologischen Details aufgezeigt. Die Bemessung erfolgte anhand der mittlerweile bauaufsichtlich eingeführten Richtlinie „Betonbauteile mit nichtmetallischer Bewehrung“. Im Bauteilbiegeversuch wurden Rissbreiten gemessen und daraus die zulässigen Spannungen der Carbonlängsbewehrung ermittelt. Diese wurde für ein verbessertes Verbundverhalten besandet. Die Querkraftbewehrung kombiniert Steckbügel aus Carbon sowie Stäbe aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Die Herausforderungen im Umgang mit den innovativen Baustoffen bei der Herstellung der Brücke werden beschrieben sowie erste Ergebnisse aus einem Rissmonitoring mittels faseroptischer Messstränge vorgestellt.

Deckenbauteile tragen mit einem Anteil von 35–45 % zu den Grauen Emissionen der Rohbaukonstruktion eines mehrgeschossigen Hochbaus bei. Ihre Optimierung kann folglich einen wichtigen Beitrag zur Reduktion der Treibhausgasemissionen eines Bauwerks leisten. Daher befasst sich auch die neue Richtlinie des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) „Treibhausgasreduzierte Tragwerke aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton“ in einem eigenen Teil 2 mit Deckensystemen. Bei der Entwicklung der neuen DAfStb-Richtlinie wurde besonderes Augenmerk auf deren Praxistauglichkeit gelegt. Einen Baustein bildet eine Praxis-Umfrage des DAfStb, anhand derer der Status quo in Bezug auf die Grauen Emissionen von Deckensystemen in Deutschland ermittelt werden sollte. Hierbei wurden statische Randbedingungen sowie Materialmengen und -eigenschaften von insgesamt 56 geplanten und/oder gebauten Deckensystemen erhoben. Neben der Harmonisierung und Analyse dieser Rohdaten wurden die Grauen Emissionen der Deckensysteme ermittelt und darauf aufbauend ein Referenzzustand bestimmt. Aufgrund der direkten Abhängigkeit der erforderlichen Materialmengen von den statischen Randbedingungen der Deckensysteme wird der Referenzwert in Form einer Benchmarkfunktion in Abhängigkeit von der Spannweite beschrieben. Durch die betrachteten Randbedingungen bei der Festlegung der Benchmarkfunktion werden Belastungen des üblichen Hochbaus implizit berücksichtigt.

Um den Ressourcenverbrauch und den CO₂-Fußabdruck der Bauwirtschaft zu reduzieren, sind neue Konstruktionsprinzipien erforderlich, die einen minimalen Materialeinsatz ermöglichen. Besonders bei Wänden, Decken und Fundamenten, die mehr als 60 % des weltweit verwendeten Gesamtvolumens an Beton ausmachen, besteht ein hohes Potenzial zur Einsparung von Material und CO₂-Emissionen. Ein vielversprechender Ansatz ist der Einsatz von Carbonbewehrung, da diese aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit eine geringere Betondeckung benötigt. In Bezug auf die Topologie des Bauteils wurden seit Jahrzehnten materialeffiziente Rippen- oder Waffelplatten gebaut. Jedoch werden diese aufgrund der arbeitsintensiven Herstellung in Europa nicht oft eingesetzt. Ein kürzlich entwickeltes Extrusionsfertigungsverfahren ermöglicht die schnelle schalungsfreie Herstellung von Carbonbetonstegen, die als Halbzeuge für die serielle Fertigung ein- und zweiachsig gespannter Deckensysteme eingesetzt werden können. Teile der Arbeiten zum Extrusionsprozess wurden bereits in [1] vorgestellt und werden in dem vorliegenden Beitrag genutzt, um neuartige materialminimierte Rippen- und Wabendeckenentwürfe aus vorgefertigten extrudierten Carbonbetonstegen bzw. -waben zu realisieren. Zudem wird ein Ausblick auf die großtechnische Herstellung von ein- und zweiachsigen Plattensystemen wie Rippen-, Waffel- und Sandwichplatten mit Wabenstruktur im Großformat gegeben.