Digitale Planung und geometrische Präzisionsfertigung für Durchstanzversuche. Issue 6 (18th April 2018) - Bocklenberg, Lennart; Winkler, Karsten; Mark, Peter
Abstract: Durchstanzversuche an Stahlbetonplatten sind bislang auf geringe Dicken begrenzt. Infolge hoher Prüflasten und großer Versuchskörperabmessungen stoßen Versuchslabore weltweit an ihre Grenzen. Um erstmals Plattendicken bis 70 cm im Experiment zu testen, nutzt ein neu entwickeltes Versuchskonzept den Symmetrieeffekt. Durch Viertelung der Versuchskörper an zwei Symmetrieebenen lassen sich sowohl Prüflasten als auch Versuchskörperabmessungen um den Faktor 4 reduzieren. Bei der Umsetzung des Konzepts stellt der Übergang zwischen Versuchskörper und Versuchsstand an den Symmetrieebenen die zentrale Herausforderung dar. Durch die statisch unbestimmte Lagerung und Vorspannkräfte von bis zu 5 MN/m führen bereits geringe geometrische Unschärfen zu Zwangsbeanspruchungen, die ungewünscht verfälschte Ergebnisse und Initialrisse erzeugen. Dabei geht es um lokale Welligkeit, ungewollte Schiefstellungen, Versätze oder Winkeligkeit. Der Beitrag zeigt, wie mit digitaler Planung und Fertigung hochpräzise Versuchskörper und ebensolche Gegenstücke an den Widerlagern entstehen. Messungen und Nachrechnungen belegen, dass die erzielten Genauigkeiten im Submillimeterbereich genügen, um die resultierenden Zwangsbeanspruchungen für Plattendicken bis ca. 30 cm vernachlässigbar zu halten. Für Großversuche an bis zu 70 cm starken Platten sind zusätzliche Eigenspannungen aus Widerlagerrotationen zu erwarten, sodass vorgeschlagen wird, die Probekörper direkt im Versuchsstand zu betonieren (match casting), um Zwangsspannungen aus Geometrieunschärfen nahezu auszuschließen.