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Arbeitsgruppe Betonermüdung

Ermüdung von Betonen und Vergussbetonen

(c) DOTI 2010 / alpha ventus Foto: Matthias Ibeler

Der Beanspruchungsfall Ermüdung rückt in den letzten Jahren aus zwei Gründen verstärkt in den Fokus der Bemessung und Forschung. Zum einen ermöglicht die Entwicklung und der Einsatz von Hochleistungsbetonen mit ihren gegenüber normalfesten Betonen erhöhten Druckfestigkeiten das Konstruieren von leichteren und filigraneren Tragstrukturen. Gleichzeitig nimmt hierdurch der Anteil veränderlicher und damit ermüdungswirksamer Einwirkungen der Bauteile im Verhältnis zu den ständigen Lasten, z. B. aus Eigengewicht, zu. Zum anderen gibt es Bauwerke, die aufgrund ihrer Nutzung teilweise extremen Ermüdungsbeanspruchungen ausgesetzt, sind wie z.B. Windenergieanlagen oder weitgespannte Brückenkonstruktionen. Insbesondere der Bau von Windenergieanlagen offshore oder onshore wurde in den letzten Jahren durch den Umstieg auf umweltfreundliche Energiegewinnungsarten forciert.

Ermüdungsforschung am Institut für Baustoffe

Die Geschichte der Forschung im Bereich der Ermüdung von Betonen reicht Jahrzehnte zurück. Auch am „Institut für Materialprüfung und Forschung des Bauwesens der technischen Hochschule Hannover“ wurden bereits in den 1950er Jahren umfangreiche Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten von Beton unter Druckschwellbeanspruchung durchgeführt. Ab dem Jahr 2002 wurde dieses Themengebiet wieder in den Mittelpunkt der Forschungsaktivitäten des Instituts für Baustoffe gestellt. Den Anstoß gab ein von der Stiftung Industrieforschung gefördertes Projekt, in dem das Ermüdungsverhalten von polymer- und fasermodifizierten Hochleistungsbetonen sowie das Tragverhalten von dynamisch beanspruchten Grouted Joints untersucht wurden. Kurze Zeit später startete ein von der DFG gefördertes Forschungsprojekt, in dem das Ermüdungsverhalten von ultra-hochfestem Beton unter Druckschwellbeanspruchung untersucht wurde. Ergebnis dieser Forschungsarbeit ist u.a. das im fib-Model Code 2010 enthaltene Ermüdungsbemessungsmodell, welches insbesondere das Ermüdungsverhalten höherfester Betone besser berücksichtigt.

Um die Forschungsaktivitäten im Bereich Betonermüdung weiter zu intensivieren, wurde im Jahr 2011 die Arbeitsgruppe Betonermüdung am Institut für Baustoffe eingerichtet. Dieser Arbeitsgruppe gehören derzeit acht wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an, die ihren wissenschaftlichen Fokus auf verschiedene Teilaspekte der Ermüdung von Betonen und Vergussbetonen gerichtet haben. Die Arbeitsgruppe profitiert dabei von den umfangreichen Erfahrungen, die am Institut für Baustoffe im Bereich Betonermüdung bereits existieren (Veröffentlichungen). Zudem besteht der grundlegende Vorteil, dass die verwendeten Versuchs-, Mess- und Auswertungstechniken in den letzten Jahren kontinuierlich weiterentwickelt, abgestimmt und optimiert wurden. Zusammen mit den Prüfmaschinen für Ermüdungsuntersuchungen bestehen am Institut für Baustoffe somit beste Voraussetzungen für die zielorientierte und erfolgreiche Bearbeitung von Forschungsprojekten sowie Industrieaufträgen im Bereich Betonermüdung.

Forschungsthemen im Bereich Ermüdung

  • Verhalten verschiedener Baustoffe unter Ermüdungsbeanspruchung – Vom normalfesten Beton bis zum Hochleistungsvergussmörtel
  • Einfluss der Belastungsfrequenz bzw. der Belastungsgeschwindigkeit
  • Einfluss von Umgebungsbedingungen
  • Wirkung von Fasern
  • Wirkung von Wärmebehandlung und Temperatur
  • Auswirkung von Herstellungsprozessen auf das Ermüdungsverhalten
  • Bemessungsmodelle für Betone unter Ermüdungsbeanspruchung
  • Materialmodelle zur Beschreibung des Ermüdungsverhaltens von Beton

Wir sind interessiert an Kooperations-Forschungsprojekten mit der Wirtschaft.
Sprechen Sie uns an.

Industrieforschung und Gutachtertätigkeit

  • Zielorientierte Untersuchung des Ermüdungsverhaltens von Betonen und Mörteln
  • Beratende Begleitung konkreter Projekte aus der Praxis