Ein nachhaltiges Bauen mit im Werk vorgefertigten Bauteilen aus ultrahochfestem Faserfeinkornbeton (UHFFB) erfordert recyclinggerechte Fügetechniken. Eine diesem Anspruch gerecht werdende Fügetechnik stellt das Zusammenspannen der Bauteile durch Vorspannung dar, wobei die Fuge zwischen den Bauteilen als Trockenfuge ausgeführt wird.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den wesentlichen Fragestellungen zu deren Tragverhalten, mit dem Ziel, praxisgerechte Bemessungs- und Konstruktionsregeln zu formulieren. Hierzu wurden umfangreiche experimentelle Untersuchungen an über 300 Proben und Versuchskörpern durchgeführt, die drei unterschiedliche Betrachtungsebenen berührten:
– das Materialverhalten des UHFFB;
– das Tragverhalten der Trockenfugen;
– die Mikrogeometrie der Fügeflächen.
Um das gesamte Versagensspektrum der Trockenfugen zu erfassen, wurden sowohl Druck- und Schub-Druck-Versuche als auch Abscherversuche durchgeführt, wobei die folgenden Einflussgrößen variiert wurden:
– Makrogeometrie der Fügeflächen (eben, genoppt, verzahnt);
– Mikrogeometrie der Fügeflächen (unbehandelt, gestrahlt);
– Art (statisch, zyklisch) sowie Höhe und Richtung der Belastung.
Um die eigenen Fugenversuche zu bewerten und alle bis dato im Schrifttum dokumentierten Fugenversuche einer gemeinsamen Auswertung zu unterziehen, wurde eine Datenbank erstellt, die insgesamt 529 Versuche umfasst. Anhand dieser konnte u. a. erstmalig eine Funktion zur mathematischen Beschreibung der Schubspannungs-Verschiebungs-Kurve vorgeschlagen werden.
Ausgehend von den empirisch abgeleiteten Grenzbeziehungen wurde der Bemessungswert der effektiven Druckfestigkeit einer Druckstrebe mit zur Belastungsrichtung senkrechter Fuge sowie der Bemessungswert der Schubtragfähigkeit von ebenen und verzahnten Trockenfugen bestimmt. Für zyklisch schubbeanspruchte ebene und verzahnte Trockenfugen konnte außerdem ein vereinfachter Ermüdungsnachweis angegeben werden. Daneben wurde eine auf dem ISO-GPS-System basierende Fugenkategorisierung vorgeschlagen, die stärker als bisher den Oberflächenzustand der Fügeflächen berücksichtigt.
Aktualisiert: 2023-03-30
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