Titelaufnahme

Titel
Anwendung von CFK- & GFK-Zugelementen und deren Monitoring in der Geotechnik / von Dominik Gächter
VerfasserGächter, Dominik
Begutachter / BegutachterinBurtscher, Stefan
Erschienen2013
Umfang102, 4, [16] Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2013
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)CFK-Anker / Verpressanker / Faserverbundwerkstoffe / Glasfasersensoren / Verbundanker / Bodennägel / GFK-Anker
Schlagwörter (EN)Fibre-Optic-Sensing / prestressed anchors / CFRP / GFRP / tensile elements / soil nails
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-56256 Persistent Identifier (URN)
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Anwendung von CFK- & GFK-Zugelementen und deren Monitoring in der Geotechnik [7.01 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Meine Diplomarbeit hat zur Aufgabe die möglichen Anwendungsgebiete von faserverstärkten Kunststoffen im Bereich der Geotechnik darzulegen. Zusätzlich sollen die Möglichkeit eines Systems zur Überwachung der Zugelemente im eingebauten Zustand untersucht werden.

Die zu untersuchenden Zugelemente sind aus einer Matrix, bestehend aus Kohlenstoff- oder Glasfasern die mit diversen Harzen verklebt werden, aufgebaut. Diese Elemente sollen eine Alternative zu den konventionell verwendeten Stahlquerschnitten darstellen. Dabei sind die Korrosionsbeständigkeit sowie die hohe Zugfestigkeit von faserverstärkten Kunststoffen in Verbindung mit dem geringen Gewicht dieser Materialien hervorzuheben.

In der Geotechnik werden GFK- Produkte hauptsächlich in Form von Rohren, Manschettenrohre für die Injektionstechnik, sowie für temporäre Ortsbrustsicherungen im Tunnelbau eingesetzt. CFK- Produkte finden aufgrund fehlender Erkenntnisse über deren Einsetzbarkeit, in den oft sehr widrigen Bedingungen des Spezialtiefbaus, nur sehr selten Anwendung. Daher gilt es im Zuge dieser Arbeit die am Markt erhältlichen Produkte in Verbindung mit deren Eigenschaften zu untersuchen und deren Anwendungsmöglichkeiten aufzuzeigen. Für das Monitoring wird das in den letzten Jahren stark weiterentwickelte Fiber-Optic-Sensing herangezogen. Die vor kurzem veröffentlichten Neuerungen im Bereich des Fiber-Optic-Sensing lassen auf eine detaillierte, kontinuierliche Messung von Dehnungen in der Krafteinleitungsstrecke schließen. Aufbauend auf den Materialeigenschaften wurde ein CFK- Anker mit integriertem Fibre-Optic- Sensing System entworfen. Um die tatsächliche Einsetzbarkeit dieser faserverstärkten Kunststoffe zu beurteilen werden diese in einer Wirtschaftlichkeitsanalyse mit dem derzeit dominierenden Material, Stahl, gegenübergestellt.

Zusammenfassung (Englisch)

In this Masters Thesis i would like to show up the different applications of Fibre-Reinforced-Materials in case of geotechnical engineering. The main topic is to find a proper way to use this materials as the tensile element of ground anchors. Meanwhile steel is the most common material used for this application, because of missing knowledge about the Fiber Reinforced Materials. In this Thesis the focus is on Glasfibre- and Carbonfibre- Reinforced Materials because of their high tensile strength and many advantages competing to steel. One of the biggest advantage i would like to highlight is the high resistance against chemical enviroments, especially corrosion resistance.

First of all there is an overview of different typs of ground anchors as well as a discussion of the different characteristics of Fibre Reinforced Materials. There will be a economical analysis of the diffrent materials in competition to the mainly used material steel as well as a design of an Carbon Fibre anchor including the Fibre Optic Monitoring.

The second major topic is the monitoring of these tensile tendons during their lifetime. Therefore are the different ways of monitoring with Fibre Optic elements discussed. Fibre Optic Sensors are quiet new but offers a lot of advantages for the application in geotechnical engineering. For the monitoring of ground anchors the strain distribution along the fixed- length of prestressed anchors can be shown with fibre optic sensors in a high resolution what was not possible till now.