Durchstanzen dicker Platten mit symmetrisch reduzierten Experimenten

Von:

Lennart Bocklenberg

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In der Arbeit wird ein Experimentalkonzept zur Untersuchung des Durchstanzverhaltens dicker Stahlbetonplatten entwickelt, realisiert und anhand von Bauteilversuchen demonstriert. Zur Überwindung der Größenbeschränkungen konventioneller Prüfverfahren nutzt es die Methode der Symmetriereduktion und erweitert einen bestehenden Lösungsansatz auf großmaßstäbliche Probekörper. Die Symmetriereduktion erlaubt es dabei, Abmessungen, Eigengewichte und Prüflasten der Stahlbetonplatten entsprechend ihres Symmetriegrads zu verringern, ohne Einfluss auf die Maßstäblichkeit oder den Versagensmechanismus auszuüben. Die zentrale Herausforderung der Arbeit besteht in der technischen Umsetzung der Symmetrierandbedingungen, welche auch für die stark steigenden Anforderungen von Großversuchen erfüllt werden müssen. Drei wesentliche Entwicklungen werden in der Arbeit durchgeführt. Erstens wird der Verbundbereich zwischen Versuchskörper und Anschlusskonstruktion optimiert, der aufgrund ungewollter Versteifungseffekte zu erhöhten Tragwiderständen führt. Zweitens erfolgt die Hochskalierung der Anschlusskonstruktion, die als Schnittstelle zwischen Versuchskörper und -stand fungiert und essentielle Funktionen bei der Symmetrienutzung übernimmt. Drittens wird ein massiver und zugleich hochpräziser Großversuchsstand entwickelt und umgesetzt. Das Experimentalkonzept wird durch ein umfangreiches Versuchsprogramm verifiziert und abschließend anhand von drei Durchstanzprüfungen an dicken Stahlbetonplatten demonstriert. Sie belegen erstens die sehr gute Funktionalität des Konzepts und weisen zweitens auf einen weniger ausgeprägten Maßstabseffekt beim Durchstanzen hin, als durch die Theorie vorhergesagt. Eine Analyse führt zum Schluss, dass die gewählte Bewehrung eine erhöhte Lastübertragung ermöglicht.