Schlüsselwörter
(Deutsch)
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Füllgut, Hüllrohre, Korrosionsschutz, Massstabseffekt, Rissbildung, Spannbeton, teilweise Vorspannung, Verbund
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Schlüsselwörter
(Englisch)
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bond, corrosion protection, cracking, ducts, grout, partial prestressing, prestressed concrete, size effect
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Der Verbund zwischen Beton und Bewehrung ermöglicht die Übertragung von Kräften in der Bewehrung auf den umgebenden Beton und hat einen wesentlichen Einfluss auf das Tragverhalten von Betonbauteilen im gerissenen Zustand. Im Gegensatz zu Betonstahl und im Spannbett vorgespannten Spanngliedern wurde das Verbundverhalten von nach dem Erhärten des Betons vorgespannten und verfüllten Spanngliedern bisher nur spärlich untersucht. Das vorliegende Projekt bezweckt eine Ergänzung der entsprechenden experimentellen und theoretischen Forschungsarbeiten. Mit einer Serie von 36 Grossversuchen sollen einige wesentliche Einflüsse auf das Verbundverhalten abgeklärt werden, nämlich: (i) die Spanngliedgrösse; (ii) die Art des Hüllrohrs (Stahl bzw. Kunststoff); (iii) die Festigkeit des Füllguts; (iv) das Vorhandensein eines Korrosionsschutzmittels (Rustban 310); und (v) der Belastungssinn (Belastung z.B. infolge Nutzlast bzw. Entlastung z.B. infolge des Durchtrennens eines Spannglieds im Zusammenhang mit der Veränderung oder dem Rückbau eines Spannbetontragwerks). Früher am Institut für Baustatik und Konstruktion der ETH Zürich entwickelte theoretische Modellvorstellungen zum Verbundverhalten teilweise vorgespannter Betonbauteile sollen auf der Grundlage dieser Experimente ergänzt und für praktische Anwendungen aufbereitet werden.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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Bond between concrete and reinforcement enables the transfer of forces from the reinforcement to the surrounding concrete. The load-deformation behaviour of reinforced and prestressed concrete members in the cracked state is largely influenced by the bond behaviour. Contrary to reinforcing and pre-tensioning steel the bond behaviour of post-tensioning tendons has not been the subject of much research. The present project aims at filling this gap. Important influences on the bond behaviour of post-tensioning tendons will be investigated by performing 36 large-scale experiments. Test parameters include (i) the tendon size; (ii) the kind of duct (steel or plastic); (iii) the grout strength; (iv) the presence of a corrosion inhibitor (Rustban 310); and (v) the direction of loading (loading e.g. due to live load or unloading e.g. due to cutting of a tendon). Previously developed theoretical models of the bond behaviour of partially prestressed concrete members will be refined and simplified for practical applications.
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Spezielle Geräte und Installationen
(Deutsch)
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Spannpressen und Injektionsgeräte für die Verbundstrecken- und Haftverankerungsversuche werden von der Firma VSL (Schweiz) AG gemietet.
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Stand der eigenen Forschung
(Deutsch)
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Der Gesuchsteller schlug 1994 aufgrund von 12 Verbundelementversuchen und vier Verbundstreckenversuchen an Spanngliedern mit Stahl- und Kunststoffhüllrohren eine starr-ideal plastische Verbundschubspannungs-Schlupf-Beziehung in Abhängigkeit der Füllgutdruckfestigkeit und der Spanngliedgrösse vor. Im Rahmen des Forschungsprojekts "Verformungsvermögen von Massivbautragwerken" sowie der ASB-Forschungsaufträge 82/95 sowie 86/97 zum Thema "Mindestbewehrung von Betonbauten" bearbeitete er das Thema weiter und entwickelte mit seinen Mitarbeitern Sigrist, Alvarez und Kaufmann das sogenannte "Zuggurtmodell". Die unter seiner Leitung entstandenen Promotionsarbeiten von Frau Eskola (1996) und der Herren Alvarez (1998) und Fürst (2001) sowie die noch in Ausarbeitung befindlichen Promotionsarbeiten der Herren Kenel (Abschluss 2002) und Thoma (Abschluss 2003) stehen in engem Zusammenhang mit dem vorliegenden Projekt. Siehe auch Anhang 1.
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Projektziele
(Deutsch)
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Mit 28 Verbundstreckenversuchen an grossmassstäblichen Prüfkörpern soll der Einfluss einiger wesentlicher Parameter auf das Verbundverhalten von nach dem Erhärten des Betons vorgespannten und verfüllten Spanngliedern agbeklärt werden, nämlich: (i) Spanngliedgrösse; (ii) Art des Hüllrohrs (Stahl bzw. Kunststoff); (iii) Füllgutfestigkeit; (iv) Korrosionsschutzmittel (Rustban 310); (v) Belastungssinn (Belastung bzw. Entlastung). Mit acht Haftverankerungsversuchen soll ferner abgeklärt werden, ob die Anwendung von Rustban 310 bei Haftverankerungen zulässig ist. Auf der Basis dieser Versuche sowie von Resultaten aus der Literatur soll das am Institut für Baustatik und Konstruktion der ETH Zürich entwickelte Zuggurtmodell für teilweise vorgespannte Bauteile ergänzt werden.
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Projektziele
(Englisch)
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28 tests on large-scale prismatic specimens will be performed to investigate the bond behaviour of post-tensioning tendons. Test parameters include (i) the tendon size; (ii) the kind of duct (steel or plastic); (iii) the grout strength; (iv) the presence of a corrosion inhibitor; and (v) the direction of loading (loading or unloading). In addition, eight tests will be performed to investigate whether a corrosion inhibitor may be used in conjunction with (fixed) bond anchorages. Based on these tests the tension chord model for partially prestressed concrete members developed at the Institute of Structural Engineering of the ETH in Zurich, Switzerland, will be refined.
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Umsetzung und Anwendungen
(Deutsch)
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Analog an den bisherigen Forschungsprojekten unter der Leitung des Gesuchstellers wird die Umsetzung der Forschungsergebnisse in die Praxis über Veröffentlichungen in Fachzeitschriften sowie durch Fortbildungsveranstaltungen und Normvorschläge erfoglen.
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Berichtsnummer
(Deutsch)
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642
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