Untersuchung von mineralisch gebundenen Verstärkungsschichten für Stahlbetonplatten gegen Impaktbeanspruchungen

Thematisch befasst sich die Dissertation mit der Verstärkung von Stahlbetonkonstruktionen gegen eine Impaktbeanspruchung. Im Rahmen von Vorversuchen wurden grundlegende experimentelle Betrachtungen angestellt, um sich der Thematik der Verstärkung von Stahlbetonplatten gegen eine Impaktbeanspruchung zu nähern. Die Erkenntnisse dieser Vorversuche wurden für die weiterführenden Betrachtungen herangezogen. Um die Gesamtproblematik effizient zu bearbeiten, wurde der umfangreiche Themenkomplex aufgeteilt. Hierfür wurden zum einen Untersuchungen der Verstärkungsschicht mithilfe von kleinmaßstäblichen Probekörpern durchgeführt. Hierbei galt es, die Leistungsfähigkeit der zur Verfügung stehenden Verstärkungsmaterialien aufzuzeigen. Zum anderen wurden die Stahlbetonplatten, die es zu verstärken galt, unter einer Impaktbelastung untersucht. Durch diese Betrachtungen sollten die wirkenden Schädigungsmechanismen erforscht werden. Anschließend erfolgte der Zusammenschluss der gesammelten Erkenntnisse im Rahmen der Verstärkung von Stahlbetonplatten gegen eine Impaktbeanspruchung. Für die maximal 2 cm dicken Verstärkungsschichten wurden sowohl Carbonbeton als auch weitere vielversprechende Materialkombinationen verwendet. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten experimentellen Untersuchungen wurden in der Fallturmanlage des Otto-Mohr-Laboratoriums umgesetzt. Die Versuche wurden durch die Verwendung von numerischen Simulationen mithilfe des FEM- und DEM-Programms LS-Dyna unterstützt, um eine bessere Vorstellung von den komplexen Vorgängen im Bauteil im Moment des Impakts zu erhalten. Die angestellten numerischen Untersuchungen hatten hierbei vorrangig das Ziel, die während der Experimente gesammelten Beobachtungen phänomenologisch abzubilden, um prinzipielle Effekte besser verstehen zu können. Im Rahmen der Untersuchungen wurden zum einen die grundlegenden experimentellen Beobachtungen aufgearbeitet und systematisiert. Zum anderen wurde anhand dieser gesammelten Daten eine Schädigungsbeschreibung entwickelt, um eine Abschätzung bzw. Bewertung des Schädigungsgrades bzw. Schädigungsmaßes eines impaktbeaufschlagten Bauteils zu ermöglichen. Mithilfe der gesammelten Erkenntnisse wurde ein bestehendes Ingenieurmodell um die Wirkung der Verstärkungsschicht erweitert