Erdbebensichere Mauern

"Verbesserung der Erdbebensicherheit von Mauerwerk durch textile Hybridbewehrungen mit integrierten hochdehnbaren Verstärkungen"

Mauersegment nach dem Erdbeben-Test (lifePR) ( Chemnitz, )
Ziel des grundlagenorientierten Forschungsprojektes war es, spezielle kettengewirkte textile Hybrid-Bewehrungen aus AR-Glas-Filamentgarnen mit integrierten seilartigen duktilen hochbelastbaren Verstärkungen aus dehnbaren Materialien zu entwickeln.

Die Entwicklung von Verstärkungsmaßnahmen für Mauerwerksstrukturen ist aufgrund der weltweiten Verbreitung von Mauerwerk in Erdbebengebieten und dem geringen Schubwiderstand dieses Bauwerkstoffs dringend erforderlich. Die Verwendung einer hybriden Bewehrung für die oberflächennahe Applikation stellt eine effiziente Möglichkeit zur Verstärkung von Mauerwerk dar.

Ziel der neu entwickelten Hybridbewehrung:

- Erhöhung der prinzipiellen Tragfähigkeit von Mauerwerk
- Erhöhung der Sicherheit gegen Totaleinsturz von Bauwerken unter Erdbebenlasten durch Verbesserung des Riss-, Bruch- und Nachbruchverhaltens

Für das Forschungsprojekt wurden unterschiedliche gitterartige Strukturen mit bi- und triaxialen Fadenanordnungen entwickelt. Dazu wurden zusätzlich Materialien mit unterschiedlichen E-Modulen kombiniert.

Die verschiedenen Laborversuche zeigten, dass Mauerwerkskörper sehr effizient in den üblichen Bereichen der vertikalen Vorbelastung verstärkt werden können. Im Vergleich mit anderen Verstärkungsmethoden sind als erwähnenswerte Vorteile insbesondere die einfache Handhabbarkeit und der geringe Applikationsaufwand zu nennen.

Durch großformatige Mauerwerktests (3 m x 3 m) konnte zusätzlich festgestellt werden, dass durch einen mehrstufigen Aufbau des Textils, eine orthogonale Anordnung der Fasern, sowie die Verwendung eines wasserdampfdurchlässigen Spezialmörtels sehr große Verformungen (Quasi-Duktilität) unter Bewahrung der Kohäsion der Mauerwerksbestandteile möglich sind. Diese Eigenschaften sind für ein verbessertes Nachbruchverhalten unabdingbar.

Die Entwicklung der hybriden textilen Struktur mit mehrstufigem Bruchverhalten wurde vom STFI als Patent angemeldet.

Projektpartner:
Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. (FS 1)
Dipl.-Ing. Heike Metschies (STFI Projektleiter)
Prof. Dr.-Ing. Holger Erth, MBA (STFI)

Universität Karlsruhe (TH) Institut für Massivbau und Baustofftechnologie (FS 2)
Dipl.-Ing. Christian Münich (Uni Karlsruhe Projektleiter)
Prof. Dr.-Ing. Lothar Stempniewsk (Uni Karlsruhe)
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