Ergänzende numerische Simulationen zur hocheffizienten Verstärkung lokaler Lasteinleitungsbereiche von Ingenieurholzkonstruktionen mittels Polymerbeton-Verguss-Gruppen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Karl Rautenstrauch
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 224551133

Bei weitgespanten sowie hochausgelasteten Holzbauteilen treten oftmals lokale Überbeanspruchungen auf, welche häufig Riss-Systeme mit einhergehenden Lastumlagerungen insbesondere bei Querdruck- und Querzugbeanspruchung verursachen. Daher wurden im kürzlich erfolgreich abgeschlossenen Vorläufer-Forschungsprojekt neuartige hocheffiziente Verstärkungsmaßnahmen für derartige lokale Lasteinleitungsbereiche auf der Basis von in Bohrungen eingebrachter Polymerbeton-Vergusskörper erstmals grundlegend untersucht. Dieser Fortsetzungsantrag soll an diese bisherigen überwiegend experimentell gewonnenen Ergebnisse unmittelbar anknüpfen, diese nunmehr als Kalibrierungsgrundlage für weiterführende sowie ergänzende Parameterstudien mittels numerischer Simulationen nutzen.Diese weiterführenden Simulationen sollen vertiefende Erkenntnisse zum Einfluss streuender Materialeigenschaften, der optimalen geometrischen Gestaltung der Verstärkungsmaßnahmen (Bohrungsdurchmesser, -tiefe, -neigung etc.) sowie auch zur konstruktiven Auslegung von Mehrfachanordnungen solcher Verstärkungskörper (Mindest- und Randabstände etc.) bereitstellen und somit darüber hinaus auch dazu beitragen, die bisher experimentell erprobten Verstärkungsmöglichkeiten signifikant zu erweitern. Diese Vorgehensweise wird hier vorgeschlagen, da es kurzfristig realisiert werden kann und auch im Vergleich zu dahingehenden weiterführenden experimentellen Untersuchungen die kostengünstigste Möglichkeit darstellt. Darüber hinaus ist es auf dieser Basis einfach möglich, die notwendigen Materialeigenschaften und Zusammenhänge für die unterschiedlichen Versagensursachen zu identifizieren. Abhängig von Randbedingungen sowie variierenden und streuenden Materialeigenschaften ist es somit möglich, bisher untersuchte experimentelle Versuchsserien ausreichend zuverlässig numerisch abzubilden und die Eingangsparamater sowie Kenngrößen der jeweiligen Baustoffe zu verifizieren. Weiterhin können gegebenenfalls bei Bedarf mittels erster Sensitivitätsstudien die äußeren Einflüsse und deren Auswirkungen auf die Lebensdauer der Verstärkungsmaßnahmen mittels solcher Simulationen eruiert und darauf basierend, erste fundierte Angaben für die im Rahmen des Bauteilentwurfes benötigten zuverlässigen Parameterkonstellationen gegeben werden. Die vorhandene große Datenbasis aus experimentellen Versuchen und zugehörigen photogrammetrischen Messdaten der transienten Deformationsfelder sind bestens für die vorgeschlagenen numerischen Analysen und Parameterstudien geeignet, so dass sich auf Grund dieser Gegebenheiten der Antrag allein auf die notwendigen personellen Mittel begrenzt. Weitere Investitionen sind ebenfalls nicht erforderlich, da synergetisch die vorhandenen EDVAusstattungen sowie die im Rahmen zurzeit laufender Dissertationen entwickelten eigenen Softwarelösungen für die numerischen Simulationen kostenfrei bereitgestellt werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen