Versuche zum dynamischen Verhalten teilweise vorgespannter Leichtbeton- und Betonbalken

Neue Materialien wie Leichtbeton und neue Technologien wie Vorspannung ermöglichen den Bau ausgesprochen schlanker Bauwerke, die leicht in Schwingungen mit grossen Amplituden versetzt werden können. Im Rahmen des Forschungsprojektes "Dynamisches Verhalten von Leichtbeton- und Betonbalken" wurden am Institut für Baustatik und Konstruktion der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) an je einem vorgespannten Leichtbeton- und Betonbalken Versuche durchgeführt. Diese Versuche ergänzen eine erste im Jahr 1979 abgeschlossene Versuchsreihe an nur schlaff bewehrten Leichtbeton- und Betonbalken. Die im vorliegenden Bericht beschriebenen Versuche hatten zum Ziel, den Einfluss des Vorspanngrades, der Rissbildung und der Beanspruchungshöhe auf die dynamischen Eigenschaften wie Biegesteifigkeit, Eigenf- quenz und Dämpfungsverhalten von voll und teilweise vorgespannten Leichtbeton- und Betonbalken im qua- elastischen Beanspruchungsbereich zu untersuchen. Ferner sollte ein Vergleich zwischen Leichtbetonbalken und analogen Betonbalken gemacht werden. Die untersuchten Leichtbeton- und Betonbalken wiesen eine Länge. von 8.4 m und einen Rechteckquerschnitt von 0.4 m Breite und 0.24 m Höhe auf. Die dynamischen Eigenschaften der als einfache Balken gelagerten und vorspannbaren Träger wurden anhand einfacher Ausschwingversuche ermittelt. Die Anregung erfolgte mit einem servohydraulisch gesteuerten Schwinger in Balkenmitte. Mit Hilfe einer statischen Belastungseinrichtung konnte zudem die Biegesteifigkeit bei statischer Relativbeanspruchung gemessen werden. Das Versuchs programm umfasste bei bei den Balken vier Phasen: In der Phase 1 wurden die Balken mit einer reduzierten Spannweite von 1 = 5.04 m und auskragenden Enden von je 1.68 m im voll vorgespannten Zustand geprüft. Mit Hilfe von sechs geraden, nicht injizierbaren Spannstäben konnte eine veränderbare zentrische Vorspannkraft aufgebracht werden.