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TP Hegger

Sandwichkonstruktionen aus dünnen gefalteten und gekrümmten Betondeckschichten

 



Kurzvorstellung

Übliche Betonbaukonstruktionen sind zur Zeit aus wirtschaftlichen Überlegungen auf ein- und zweidimensionale Tragglieder beschränkt. Sie weisen einen hohen Rohstoffverbrauch auf und sind meist durch eine Monofunktionalität gekennzeichnet. Nachhaltige und integrale Baukonstruktionen zeichnen sich nach dem Prinzip der Funktionsaddition durch geringen Ressourcenverbrauch, hohe Energieeffizienz, Modularität, Übernahme von Tragfunktionen, Schall- und Brandschutz sowie architektonische Gestaltbarkeit aus. Diese Anforderungen sind nicht allein durch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Werkstoffe zu erreichen. Vielmehr bedarf es intelligenter und effizienter Tragstrukturen, die ideal an den Kräfteverlauf angepasst sind, bei geringen Querschnittsabmessungen eine hohe Tragfähigkeit bereitstellen und andere Funktionen integrieren. Die Schalenkonstruktionen des frühen 20. Jahrhunderts gehören zwar in die Gruppe der monofunktionalen Bauteile, belegen jedoch das Potenzial solcher Strukturen. Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher, auf der Basis von theoretischen und experimentellen Untersuchungen durch Kombination innovativer, hochfester und korrosionsresistenter Werkstoffe die technischen Voraussetzungen für integrale Sandwichtragwerke mit Multifunktionalität aus gekrümmten und gefalteten dünnen Betonschalen zu schaffen.

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger
jhegger@imb.rwth-aachen.de
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Bearbeiter/in: Dipl.-Ing. Alexander Stark
astark@imb.rwth-aachen.de
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Projektlaufzeit: Förderphase 2 von 10/2014 bis 09/2017
 

Veröffentlichungen

[1] Stark, A.; Hegger, J.: Sandwich panels with thin folded and curved concrete layers. In: Müller, H. S.; Haist, M.; Acosta, F. (Hrsg.): Proceedings of the 9th fib International PhD Symposium in Civil Engineering, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), 22.−25.07.2012, Karlsruhe, Germany. KIT Scientific Publishing, Karlsruhe, 2012, S. 257−262
[2] Stark, A.; Hegger, J.: Bond behaviour of pre-tensioned CFRP tendons in UHPFRC. In: Barros & Sena-Cruz (Eds.): 11th International Symposium on Fiber Reinforced Polymer for Reinforced Concrete Structures. Guimarães, 26.−28.06.2013, Kurzfassung S. 125−126, Langfassung auf CD-Rom
[3] Stark, A.; Hegger, J.: Development of CFRP pre-tensioned folded and curved shells made of UHPFRC. In: Obrebski, J.; Tarczewski, R. (Eds.): Beyond the limits of man. Proceedings of the IASS Symposium 2013, Breslau (Wroclaw, Polen), 23.−27.09.2013, S. 343, Langfassung auf CD-Rom
[4] Stark, A.; Hegger, J.: CFRP Tendons in UHPFRC – Bond Behaviour and Application to Folded and Curved Shells. In: UHPFRC’2013: 2nd International Symposium on UHPFRC, Marseille, Frankreich, 01.−03.10.2013, S. 335−342
[5] Stark, A.; Hegger, J.: Verbundverhalten von CFK-Spann- bewehrungen in UHPFRC. Beton- und Stahlbetonbau 108 (2013) 10, S. 701−710
[6] Stark, A.; Shams, A.: Untersuchungen zum Verbundverhalten von Sandwichelementen mit Betondeckschichten und geschäumten Polyurethan-Kernschichten. Bauingenieur 88 (2013) 10, S. 412−419
[7] Stark, A.; Perse, S.: Innovative Sandwichkonstruktionen mit UHPC-Deckschichten. In: Breitenbücher, R.; Mark, P. (Hrsg.): Beiträge zur 1. DAfStb-Jahrestagung mit 54. Forschungskolloquium in Bochum, 07.−08.11.2013, Ruhr-Universität Bochum, 2013, S. 71−76
[8] van der Woerd, J. D.; Stark, A.; Chudoba, R.; Hegger, J.: Concrete light − Origami-based folded strucutres and prestressed sandwich shell beams / Leicht Bauen mit Beton − Origami-basierte Faltwerke und vorgespannte Sandwich-Schalenträger. In: Smart Concretes / Intelligente Betone: 58. Ulmer Betontage, 18.−20.02.2014 − BFT international : concrete plant + precast technology 80 (2014) 2, S. 27−29
[9] Stark, A.; Hegger, J.: Development of Carbon-Fibre-Reinforced Plastic Pre-tensioned Sandwich Panels with Concrete Facings. In: The 7th International Conference on FRP Composites in Civil Engineering CICE 2014, Vancouver (Kanada, zur Veröffentlichung angenommen)
[10] Stark, A.; Hegger, J.: Sandwichkonstruktionen mit dünnen Betondeckschichten. In: Scheerer, S.; Curbach, M. (Hrsg.): Leicht Bauen mit Beton – Forschung im Schwerpunktprogramm 1542, Förderphase 1, Dresden: Eigenverlag TU Dresden, 2014, S. 82−93 – http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-171398
[11] Horstmann, M.; Shams, A.; Stark; A.: Sandwichkonstruktionen aus Textilbeton. In: Lehrstuhl und Institut für Massivbau der RWTH Aachen (Hrsg.): Massivbau im Wandel, Festschrift zum 60. Geburtstag von Josef Hegger, Aachen: 2014, S. 603–614
[12] Shams, A.; Stark, A.; Hoogen, F.; Hegger, J.; Schneider, H.: Innovative sandwich structures made of high performance concrete and foamed polyurethane. Composite Structures 121 (2015) 3, pp. 271-279 – doi: 10.1016/j.compstruct.2014.11.026
[13] Kueres, D.; Stark, A.; Herbrand, M.; Classen, M.: Numerische Abbildung von Beton mit einem plastischen Schädigungsmodell – Grundlegende Untersuchungen zu Normalbeton und UHPC. Bauingenieur 90 (2015) 6, S. 252–264
[14] Hegger, J.; Herbrand, M.; Stark, A.; Classen, M.: Betonbau der Zukunft: leicht, filigran und nachhaltig. Bauingenieur 90 (2015) 7/8, S. 337–344
[15] Herbrand, M.; Kueres, D.; Stark, A.; Classen, M.: Numerische Simulation von balken- und plattenförmigen Bauteilen aus Stahlbeton und UHPC mit einem plastischen Schädigungsmodell. Bauingenieur 91 (2016) 2, S. 46–56
[16] Stark, A.; Classen, M.: Prestressed Sandwich Beams with UHPC Layers. In: Proc. of 1st International Interactive Symposium on UHPC, 18.–20.7.2016 in Des Moines (Iowa, USA), 10 Seiten - online: http://dx.doi.org/10.21838/uhpc.2016.17...
[17] Stark, A.; Perse, S.; Hegger, J.: Test on the Transfer Length of CFRP Tendons in UHPC. In: Fehling, E.; Middendorf, B; Thiemicke, J. (Eds.): Proceedings of HiPerMat 2016, 4th International Symposium on Ultra-High Performance Concrete and High Performance Construction Materials, 9.–11.3.2016 in Kassel, kassel university press, 2016, Abstractband: S. 129–130 (Langfassung auf USB-Stick, 8 S.)
[18] Stark, A.; Kueres, D.; Hegger, J.: Sandwichelemente mit UHPC-Deckschichten und geschäumten PUR-Kernschichten. Beton- und Stahlbetonbau 111 (2016) 12, S. 816–827