Entwicklung eines neuartigen leichten Deckenträgers aus Carbonbeton - Experimentelle und numerische Untersuchungen

Carbonbeton ermöglicht dünne Querschnitte und leichte, hochfeste Tragwerke. Dies wird im vorliegenden Beitrag am Beispiel eines leichten, vorgefertigten Deckenträgers demonstriert, der einfach montierbar z. B. als Ersatz von sanierungsbedürftigen Trägern in Bestandsbauten einsetzbar wäre. Hierbei kommt ein neuartiges zementgebundenes Verbundmaterial, bestehend aus Schichten von betongetränkten Nadelvliesstoffen sowie carbonbewehrtem Feinbeton, zur Anwendung, mit feiner Rissbildung und hoher Duktilität. Der Träger ist als dünne zylindrische Schale mit seitlichen Stegen konzipiert. Neben Material, Entwurf und Herstellung beschreibt der Beitrag experimentelle und numerische Untersuchungen zum Spannungs-Dehnungsverhalten des Verbundmaterials sowie zum Tragverhalten des Deckenträgers. Bei geringem Gewicht wird eine sehr hohe Tragfähigkeit nachgewiesen, welche die Gebrauchslasten um ein Vielfaches überschreitet. Entwurf sowie experimentelle und rechnerische Analysen sind exemplarisch und sollten ein größeres Anwendungsspektrum ermöglichen.

Development of a novel lightweight carbon concrete ceiling support - Experimental and numerical investigations
Carbon concrete allows thin cross sections and lightweight, high-strength structures. This is demonstrated in the present article using the example of a lightweight ceiling support, which is easy to assemble, e.g. would be used as a replacement for rehabilitation of overburdened ceiling supports in existing buildings. Here, a novel cement-bonded composite material consisting of layers of concrete-impregnated needled nonwovens and carbon-reinforced fine concrete with fine cracking and high ductility is used. The ceiling support is designed as a thin cylindrical shell with lateral webs. In addition to material, design and production, the article describes experimental and numerical investigations on the stress-strain behavior of the composite material as well as the load-bearing behavior of the ceiling support. At low weight, a very high load capacity is demonstrated, which exceeds the service loads by a multiple. Design as well as experimental and computational analyzes are exemplary and should enable a wider range of applications.