Experimentelle Umsetzung von Symmetrielagerungen / Experimental realization of symmetry bearings

Bei numerischen Berechnungen von Tragwerken wird schon seit langer Zeit standardmaessig die Symmetrie der statischen Systeme zur Begrenzung des Rechenaufwands genutzt. Die Nutzung der Symmetrie laesst sich auch bei der experimentellen Untersuchung von Bauteilen mit grossen Abmessungen sinnvoll nutzen. Zwar gibt es auch die Moeglichkeit, von Kleinversuchen auf die realen Verhaeltnisse bei Grossbauteilen zu schliessen, aber die Extrapolation ist wegen des Massstabseffekts oftmals schwierig. Bei Versuchen an Grossbauteilen unter Ausnutzung der Symmetrie gibt es einen solchen Massstabseffekt a priori nicht. Es bleibt aber der deutlich groessere Versuchsaufwand gegenueber Kleinversuchen. Mit einer an der Ruhr-Universitaet Bochum entwickelten Lagerungskonstruktion gelingt es unter Ausnutzung von Achssymmetrien, die Anzahl der Pruefkoerper sowohl bei Balken als auch bei Platten deutlich zu vermindern. Bei einfacher beziehungsweiser doppelter Achssymmetrie fuehrt das zu einer Halbierung beziehungsweise Viertelung der Anzahl der Pruefkoerper sowie zur Verringerung der Bauteileigengewichte und der Prueflasten. Allerdings erfordern Versuche mit Ausnutzung der Symmetrie besonders konzipierte Versuchsstaende mit biegesteifen Widerlagern, Rueckverankerung und reibarmer Verschieblichkeit, die man optimal durch duenne Teflonfolien erreicht. Auf die Ausbildung der Versuchseinrichtung mit den Hauptelementen biegesteifer Anschluss, Rueckverankerung und reibarme Verschieblichkeit und weitere Konstruktionsdetails wird im Einzelnen eingegangen. Die Funktionsweise des Versuchsstands wird exemplarisch am Biegeversuch eines Halbbalkens erlaeutert. Zur Beurteilung der Brauchbarkeit des neuen Versuchsstands wurden die Ergebnisse der geprueften Halbbalken mit den korrespondierenden Ergebnissen gepruefter Vollbalken verglichen. Es zeigt sich, dass die Kraft-Verformungs-Verlaeufe in beiden Faellen nahezu uebereinstimmen, wenn gegenueber der urspruenglichen Konzeption des Versuchsstandes ein staerkeres Gleitblech verwendet, eine zusaetzliche zentrische Druckspannung aufgebracht und die Rueckverankerungen vorgespannt werden. Bei allen Stahlbauteilen der Versuchseinrichtung sind aufgrund der sehr hohen Genauigkeitsanforderungen praezise Oberflaechenbehandlungen erforderlich. Dies gilt insbesondere bei Durchstanzuntersuchungen, da hier mehrere exakt vertikal zueinander liegende Ebenen in Widerlagern und Pruefkoerpern herzustellen sind. ABSTRACT IN ENGLISH: Taking advantage of symmetries of reinforced concrete beams and slabs in experimental setups characterizes the fundamental idea in this article. This leads to significant reductions of test loads and dimensions of test members, i.e. bisection for single and quartering for double axis symmetry, respectively. For this purpose, an almost frictionless sliding as well as a flexurally rigid performance at the symmetry bearing have to be realized. The contribution focuses on development, realization and verification of symmetry bearings and their interface connections to test members. The bearing modules consist of precisely manufactured steel elements, combined with prestressed anchorages of the bending reinforcement. Almost frictionless sliding is ensured by thin greased PTFE-sheets. Comparative investigations show almost identical test behaviours of symmetrically reduced test specimens and corresponding full-size members. (A)