Betonbauteile mit eingeschlitzter Bewehrung
Verstärkungen von Betonbauteilen wie Querschnittsvergrößerungen und eingeschlitzte oder aufgeklebte Zusatzbewehrung wirken sich positiv auf die Aufnahme der Betriebslasten aus. Da die Bauteilverstärkung im belasteten und somit verformten Zustand erfolgt, muss das Eigengewicht allerdings weiterhin allein vom Ursprungsquerschnitt aufgenommen werden. Temperaturinduktion während der Verstärkung ermöglicht in statisch unbestimmten Systemen eine Aktivierung des Gesamtquerschnitts für die Aufnahme der Eigenlast. Durch die Eintragung eines linearen vertikalen Temperaturgradienten erfährt das Betonbauteil ein Zwangsmoment, welches das Biegemoment aus Eigenlast lokal kompensiert. Nach erfolgter Querschnittsverstärkung wird die Temperatureinleitung gestoppt, sodass sich lokal die Spannungen aus der Eigenlast gleichmäßig im neuen Gesamtquerschnitt einstellen.
Der Beitrag zeigt die mechanischen Auswirkungen von Temperaturgradienten in verschiedenen statischen Systemen, die technische Umsetzung der Temperaturinduktion sowie mögliche Anwendungsgebiete. Die Methodik der Bauteilverstärkung wird am Beispiel eines Zweifeldträgers gezeigt, welcher nachträglich durch eingeschlitzte Bewehrung verstärkt wird. Dabei wird das Stützmoment aus der Eigenlast durch einen gezielt aufgebrachten Temperaturgradienten lokal neutralisiert. Die Temperaturinduktion erfolgt über kühlende und wärmende Wasserkreisläufe. Experimentell zeigten sich final annähernd gleiche Spannungszustände in den anfänglich und nachträglich eingebrachten Bewehrungsstäben. Für die Anwendung unter ambienten Bedingungen ist eine zuverlässige Simulation [1], Messung [2] und Regelung von Temperaturfeldern unter Berücksichtigung klimatischer Störgrößen entscheidend.
