Institut für Massivbau und Baustofftechnologie (IMB) - Abteilung Massivbau

Erdbebeningenieurwesen

GISOTON: Entwicklung von erdbebensicheren Mantelbetonelementen und Berechnungsmethoden zu deren vereinfachter Auslegung

In einem Forschungsprojekt mit den Baustoffwerken Gebhart & Söhne, Aichstetten (Gisoton-Wandsysteme) wurden Schalungssteine aus Leichtbeton mit integrierter Wärmedämmung zunächst auf ihre Erdbebentauglichkeit hin untersucht. Zu Beginn wurde als Referenz in einer großformatigen Wand (2,5 m x 2,5 m) ein Schalungsstein aus der Produktlinie getestet.

Diese Wand zeigte bereits eine vier Mal höhere Tragfähigkeit als nach den existierenden Berechnungsverfahren vorhergesagt wurde.

Um die Tragfähigkeit zu steigern wurde die integrierte Styropor-Wärmedämmung in ihrer Form leicht modifiziert, was bereits zu einer erheblichen Tragfähigkeitssteigerung von 90 % führte (von 279 kN auf 540 kN).

In Großversuch 3 wurde die innere Füllbetonschicht von der äußeren Leichtbeton schicht entkoppelt, um den Einfluss des Verbundes zu zeigen. Die Tragfähigkeit sank deutlich von 279 kN in Versuch1 auf 110 kN.

In Großversuch 4 wurde vertikale Bewehrung eingebaut, was verglichen mit Versuch 1 zu einer Tragfähigkeitssteigerung von 41% führte (von 279 kN auf 393 kN). In Großversuch 5 wurde zusätzlich noch Horizontalbewehrung eingebaut, was im Vergleich zum vorherigen (nur vertikal bewehrten) Versuch zu einer weiteren Steigerung von 24% führte (von 393 kN auf 487 kN).

Neben der Verbesserung der Tragfähigkeit konnte aber vor allem das Nachbruchverhalten deutlich verbessert werden. Die Duktilität kann von 1,6 für den unbewehrten Versuch 1 auf 2,5 für den horizontal und vertikal bewehrten Wandaufbau gesteigert werden.

Anschließend wurde ein dreidimensionales FE-Modell entwickelt und anhand der Versuchsdaten verifiziert. Mit diesem Modell wurde eine umfassende Parameterstudie unter Variation der Auflast, der geometrischen Abmessungen und der Füllbetongüte durchgeführt und das Forschungsprojekt mit der Entwicklung eines empirischen Bemessungsmodells erfolgreich abgeschlossen.