Masterarbeit (abgeschlossen)

Markus Mülleneisen

Bauingenieurwesen

Stahlfaserbewehrte Betonbauteile unter Teilflächenbelastung mit ebener Lastausbreitung

Ein stetig wachsender Bedarf an Infrastruktur in Kombination mit begrenztem oberirdischem Bauraum führt zu einer Verlagerung der Verkehrswege in den Untergrund. Eine wirtschaftliche und sichere Art diese Tunnel zu bauen, stellt dabei der maschinelle Vortrieb dar. Bei durch Tunnelbohrmaschinen aufgefahrenen Tunneln kommen als Ausbau in der Regel Betonfertigteile, sogenannte Tübbings, zum Einsatz. Eine sinnvolle Alternative zu konventionell bewehrten Stahlbetontübbings stellt die Verwendung stahlfaserbewehrter Bauteile dar. Trotz weltweiter Realisierung von Tunnelausbauten mit rein stahlfaserbewehrten Tübbings in z.B. Dänemark, Spanien, Australien und Großbritannien steht eine Umsetzung im deutschsprachigen Raum noch aus, da insbesondere die lokalen Lasteinleitungsbereiche als rein faserbewehrte Bauteile unzulässig sind. Bei der Dimensionierung der Tübbings sind insbesondere die kritischen Lastübertragungspunkte in den Ring- und Längsfugen von Bedeutung. Aufgrund der geometrischen Randbedingungen erfolgt die Kraftübertragung bzw. -einleitung über eine begrenzte Fläche. Entwurfsbestimmend ist folglich die Teilflächenpressung und somit die Nachweise für zulässige Betondruckspannungen und aufzunehmende Spalt-, bzw. Randzugspannungen. Durch die Verwendung von Stahlfasern entfällt zugleich die Notwendigkeit einer Mindestbetondeckung womit eine Belastung der Bauteile bis zum Rand denkbar ist. Eine optimierte Querschnittsausnutzung und damit verbundene wirtschaftliche Vorteile sind durch eine Ausführung als stahlfaserbewehrtes Bauteil zu erwarten.
Ziel der Masterarbeit ist die konstruktive Durchbildung und Bemessung einer typischen Tübbinglängsfuge als rein stahlfaserbewehrtes Bauteil, die experimentelle Untersuchung dieser sowie eine Gegenüberstel-lung mit konventionellen Entwürfen.

Lehrstuhl und Betreuer

Lehrstuhl für Massivbau
(Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mark)

Lehrstuhllogo

Betreuung

Dipl.-Ing. Mario Smarslik