Mein Zukunft Bau

Nachhaltiges Bauen mit vorgespannten Tragelementen aus ultrahochfestem Beton (UHPC); Anwendung für Parkhäuser

Projektnummer

F20-13-1-111 - 10.08.18.7-14.33

Laufzeit / Status

12.2014 - 12.2016 / laufend

Projektdetails

Beteiligte

Technische Universität München, Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau, Lehrstuhl für Massivbau - MPA Bau, Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Oliver Fischer, Theresienstraße 90, 80333 München

Cluster

Neue Materialien und Techniken

Projektbeschreibung

Die betontechnologische Entwicklung des Ultrahochleistungsbetons (UHPC) birgt sowohl in wirtschaftlicher als auch in ökologischer Hinsicht große Potentiale. Mit Hilfe dieses innovativen Werkstoffs, der Druckfestigkeiten von mehr als 150 N/mm² aufweist, können gegenüber üblichen Betonbauweisen der Ressourcenverbrauch und die Eigenlasten deutlich reduziert werden, während sich gleichzeitig die Dauerhaftigkeit / Nutzungsdauer und die Flexibilität bzw. die Recyclingfähigkeit erhöhen. Betonkonstruktionen aus UHPC erfüllen somit alle Anforderungen, die an eine moderne, nachhaltige Bauweise im 21. Jahrhundert gestellt werden.

Wesentliches Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens ist es, einen maßgebenden Beitrag zu leisten, um den vielversprechenden Ultrahochleistungsbeton systematisch in die bautechnische Anwendung zu bringen.

Aufgrund des hohen Vorfertigungs- und Standardisierungsgrades bei Parkhausbauten, ist die modulare Bauweise mit UHPC Deckenelementen für Parkhäuser für die Anwendung von UHPC prädestiniert. Bestehende Nachteile bei bisherigen vor allem in Stahl- und Standverbundbauweise ausgeführten Systemen (Korrosionsschutz, Herstellung, Brandverhalten) lassen sich durch den Einsatz UHPC in nahezu allen Bereicheich verbessern.

Im Vorhaben werden grundsätzliche Möglichkeiten im Hinblick auf Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit und vor dem Hintergrund der Herstellung systematisch analysiert, eine effektive und robuste Ausbildung von Detailpunkten entwickelt und noch bestehende offene Fragestellungen durch theoretische und experimentelle Untersuchungen geklärt. Schließlich werden geeignete Ingenieurmodelle bereitgestellt, die den Entwurf, die Planung und Realisierung von Deckenelemente allgemein ermöglichen.

Das Deckensystem besteht aus leicht einzuhebenden vorgespannten UHPC-Fertigteilplattenbalken, die bauseits zu einer Decken- bzw. Fahrebene zusammengefügt werden. Die Vorspannung der Fertigteile erfolgt im Spannbett mit sofortigem Verbund. Um die Litzen aufzunehmen, werden die einzelnen Träger an der Unterkante aufgeweitet. Oben wird eine dünne Platte ausgebildet, die als direkt befahrbare Fahrbahnplatte dient. Die hohe Druckfestigkeit der im Fertigteilwerk hergestellten UHPC-Träger erlaubt eine relativ hohe Vorspannung. Der Querschnitt verbleibt damit in Haupttragrichtung weitestgehend im umgerissenen Zustand I, was sowohl für die elastische Verformung als auch für die Dauerhaftigkeit (z.B. Chlorideindringung) von Vorteil ist. Für das Deckensystem sollen grundsätzlich zwei konstruktive Ausbildungen bzw. Querschnittsvarianten untersucht werden.

Durch die Effektivität von UHPC und den geringen Materialbedarf (d.h. Gewichte) lassen sich monolithische Komplettfertigteile (Träger & Deckenplatte) konzipieren, die jeweils als 1 Stück in die Verlegeposition eingehoben werden. Durch den Einsatz von Faserbewehrung kann auf konventionelle Bewehrung zur Risseverteilung und zum Lastabtrag (sowohl für die Schubtragwirkung der Trägerstege als auch für die befahrbaren Plattenbereiche) weitgehend verzichtet werden, wodurch sich auch der Herstellaufwand gegenüber einem klassischen Stahl- oder Spannbetonträger deutlich reduziert.

 

Schlagwörter

Betonbau, Stahlbetonbau, Hochleistungsbeton, ultrahochfester Beton, UHPC, UHFB, Tragverhalten, Parkhäuser, Spannbetonbau, Fertigteilbau,

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