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Mauerwerk wird h��ufig als Material f��r den Bau von Wohngeb��uden auf der ganzen Welt verwendet. Es zeichnet sich durch mehrere Vorteile wie hohe W��rmed��mmung, Feuerbest��ndigkeit und Kosteneffizienz aus. Allerdings haben vergangene seismische Ereignisse wie die Erdbeben in Kaschmir (Pakistan, 2005), Chile (2010), L���Aquila (Italien, 2009), Amatrice (Italien, 2016) gezeigt, dass bestehende Geb��ude aus Mauerwerk unter seismischen Einwirkungen erhebliche Sch��den bis hin zum Einsturz erleiden k��nnen. Dieses schlechte strukturelle Verhalten wird im Allgemeinen durch mehrere Faktoren verursacht, wie z. B. das Fehlen guter Verbindungen zwischen den tragenden Bauteilen (z. B. W��nde, Decken) und eine geringe Zug- sowie Scherfestigkeit des Mauerwerks. Daher ist die seismische Verst��rkung bestehender Tragwerke von grundlegender Bedeutung, um den potenziellen Bodenbewegungen infolge eines Erdbebens standzuhalten. In dieser Hinsicht werden Verbundwerkstoffe h��ufig f��r die statische Sanierung und Verst��rkung von Mauerwerksbauten verwendet. Eine g��ngige Technik besteht in der Aufbringung von hochleistungsf��higen Textilstreifen oder Geweben auf das Mauerwerkssubstrat mit organischen Matrizen (faserverst��rkte Polymere (FRP)) oder offenen Textilgeweben, die mit anorganischen Matrizen (gewebeverst��rkte zement��re Matrix (FRCM) oder textilverst��rkter M��rtel (TRM)) aufgebracht werden. Die am h��ufigsten ver-wendeten Fasermaterialien zur Herstellung der Verbundwerkstoffe sind alkalibest��ndiges (AR) Glas, Kohlenstoff, Aramid, Basalt oder Polyparaphenylenbenzobisoxazol (PBO). Allerdings haben die FRPs einige Einschr��nkungen, wie z.B. Hitzeempfindlichkeit, problematische Anwendung auf nassen Substraten. Au��erdem ben��tigen sie eine Oberfl��chenvorbereitung und die Un-durchl��ssigkeit der Polymermatrix kann zu Haftungsproblemen mit dem Mauersubstrat f��hren. Schlie��lich gelten Polymere als Gefahrstoffe, die vor, w��hrend und nach ihrer Verwendung besondere Handhabungsprozesse erfordern. Daher wurden Verbundwerkstoffe auf Zement- oder Kalkm��rtelbasis entwickelt. Um die genannten Anwendungsgrenzen zu ��berwinden, wurde die organische Matrix des FRP durch eine anorganische ersetzt. In dieser Hinsicht haben die FRCM/TRM viele Vorteile gegen��ber den FRPs, z. B. physikalische/chemische Kompatibilit��t mit dem Mauerwerkssubstrat, Dampfdurchl��ssigkeit, hohe Best��ndigkeit gegen��ber erh��hten Temperaturen und Ultraviolettstrahlung, m��gliche Anwendung auf unregelm����igen oder nassen Substraten mit minimaler oder keiner Oberfl��chenvorbereitung. Die FRCM/TRM-Textilkomponente ist in der Regel ein offenes Gewebe aus Fasergarnen, die in zwei oder mehr Richtungen angeordnet sind. Sie k��nnen trocken, beschichtet oder vorimpr��gniert sein. Die Textilgitter werden vollst��ndig in die Matrix eingebettet, wodurch die Fasergarne gesch��tzt werden k��nnen und die Spannungs��bertragung zwischen Substrat und Textilkomponente gew��hrleistet ist. Die Matrizen bestehen in der Regel aus feink��rnigem M��rtel mit Portlandzement und trockenen organischen Polyme-ren. Letztere werden in der Regel zugesetzt, um die Abbindezeit, die Verarbeitbarkeit und das Verbundverhalten zu verbessern, aber sie reduzieren gleichzeitig den Feuerwiderstand und die Dampfdurchl��ssigkeit. Daher ist im Allgemeinen ihre Menge geringer als 5% im Gewicht. Das in dieser Arbeit vorgestellte Verst��rkungssystem hei��t EQ-GRID. Es wurde am Karlsruher Institut f��r Technologie in Deutschland zur seismischen Verst��rkung und Retrofitting von Mauerwerksbauten entwickelt. Die Textilkomponente ist ein multiaxiales Hybridgitter aus alkalibest��ndigen Glas- und Polypropylenfasern. Die Matrix ist ein speziell f��r dieses System entwickelter nat��rlicher hydraulischer Kalkm��rtel (NHL). Sie kann die Maschen��ffnungen des Gitters durchdringen und die Garne sehr gut einkapseln. Diese Eigenschaft ist entscheidend f��r den Verbund an der Schnittstelle Textil-Matrix und Matrix-Substrat. Da das EQ-GRID-System darauf abzielt, die Festigkeit und das unelastische Verformungsverm��gen von Mauerwerkskonstruktionen zu verbessern, wurde am Karlsruher Institut f��r Technologie in Deutschland eine umfangreiche Versuchskampagne durchgef��hrt. Die Ergebnisse werden in dieser Arbeit vorgestellt und diskutiert. Das Versuchsprogramm umfasste Zugversuche an Textilproben und Verbundwerkstoff-proben f��r jede Hauptrichtung des Gitters (vertikal, horizontal und diagonal) sowie Druck- und Biegeversuche an Matrixproben. Daher wurden die mechanischen Eigenschaften des EQ-GRID Systems bestimmt. Dar��ber hinaus wurden doppel- und einlagige Scherverbundversuche durchgef��hrt, um das Verbundverhalten des Systems auf Standardmauerwerksziegel zu untersuchen. Die Ergebnisse haben keine vorzeitige Abl��sung vom Untergrund gezeigt, obwohl das System ohne mechanische Verankerung aufgebracht wurde. Schlie��lich wurden zyklische Schubversuche an Mauerwerksw��nde im Originalzustand und mit EQ-GRID verst��rkt durchgef��hrt, um die Leistungsf��higkeit des verst��rkten Bauteils mit dem Original zu vergleichen. Die Ergebnisse wurden in Form von Schub-Drift-Kurven dargestellt, aus denen ��quivalente multilineare Kurven ermittelt wurden. Au��erdem wurden der Schubwiderstand und die Tragf��higkeitsdiagramme aller getesteten Mauerwerksw��nde analytisch bestimmt. Die durch das EQ-GRID System Erh��hung der Tragf��higkeit wird durch die vorgeschlagene Modifikation der Anfangsscherfestigkeit des Mauerwerks und der Steinzugfestigkeit sowie nach der italienischen technischen Norm CNR-DT 215/2018 ���Guide for the Design and Construction of Externally Bonded Fibre Reinforced Inorganic Matrix Systems for Strengthening Existing Structures��� berechnet. Dar��ber hinaus wurden die zyklischen Schubversuche durch die im Programm TREMURI implementierte ���Equivalent Frame��� Methode modelliert. Diese Modellierungstechnik besteht darin, die W��nde in einem Rahmen zu idealisieren. Jede tragende Mauerwerkswand wird in verformbaren Mauerwerkselementen unterteilt, in denen das nichtlineare Verhalten und die Verformung konzentriert sind. Dann werden die Mauerwerkselemente durch starre Knoten verbunden, die Teile der Wand sind, die normalerweise nicht besch��digt werden. Alle untersuchten Mauerwerksw��nde wurden durch das im Programm implementierte nichtlineare Balkenelement mit konzentrierter Unelastizit��t und multilinearem Verhalten modelliert. Die durch das System erh��rte Tragf��higkeit wurde nach CNR-DT 215/2018 berechnet. Die von dieser Norm vorgeschlagenen Formeln sind im Programm implementiert und sind mit dem angewendeten nichtlinearen Balkenelement kompatibel. Schlie��lich wurden zwei R��tteltischversuche, die an einem Geb��udemodell aus Mauerwerk am Institut f��r Erdbebeningenieurwesen und Ingenieurseismologie (IZIIS) in Skopje durchgef��hrt wurden, ebenfalls mit der ���Equivalent Frame��� Methode modelliert. Ziel war es, das beobachtete Verhalten des Geb��udemodells im Originalzustand und nach der seismischen Ert��chtigung mit EQ-GRID numerisch zu reproduzieren. Dazu wurden Modalanalysen, nichtlineare monotone, zyklische statische und dynamische Analy-sen durchgef��hrt. Die numerischen Ergebnisse wurden mit den Experimentellen hinsichtlich des Struktur-verhaltens, des erreichten Schadensniveaus und der gemessenen Verschiebungen und Beschleunigungen verglichen. Die Ergebnisse konnten best��tigen, dass die ���Equivalent Frame��� Methode eine geeignete Modellierungstechnik f��r unbewehrte sowie textilbewehrte Mauerwerksbauten ist. |
