Viele Persönlichkeiten. Zwei Standorte. Eine BO.

Clara Walsemann, M.Sc.

Lehre

Bachelor
  • Baukonstruktion 1 - Stabtragwerke
  • Baukonstruktion 2 - Wandbauten und Technisches Darstellen
  • Baukonstruktion 3 - Skelettbauten
  • Baukonstruktion 4 - Details
  • Mauerwerksbau

Master
  • Tragwerksplanung im Bestand
  • Tragwerksplanung im Mauerwerksbau

Forschung

Materialeffiziente Bemessung im Massivbau durch wirklichkeitsnahe Abschätzung von Zwangkräften

Kooperative Promotion

Ein Kooperationsprojekt des Lehrstuhls für Massivbau der Ruhr-Universität Bochum und des Fachgebietes Massivbau der Hochschule Bochum

Forschungsschwerpunkt

Stahlbetonbauteile sind während ihrer Nutzungsdauer neben den eigentlichen Lasteinwirkungen zusätzlich Zwangeinwirkungen unterworfen. Diese ergeben sich immer dann, wenn ein Bauteil infolge von Betonschwinden oder infolge von Temperatureinwirkungen das Bestreben hat, sich zu verlängern oder zu verkürzen, durch seine Auflagerung aber an derartigen Verformungen gehindert wird. Die beschriebenen Zwangkräfte können rechnerisch nur mit erheblichem Aufwand exakt bestimmt werden und werden deshalb in der Praxis üblicherweise auf der sicheren Seite liegend abgeschätzt. Dadurch ergibt sich eine immense Verschwendung von Bewehrungsstahl, die sich vermeiden ließe, wenn einfach handhabbare Verfahren für eine wirklichkeitsnahe Abschätzung der Zwanglängskräfte in Stahlbetondecken existieren würden.

Im Rahmen des hier beschriebenen Forschungsprojektes soll ein Verfahren, mit dem die in Stahlbetondecken infolge von Temperatureinwirkungen auftretenden Zwangkräfte wirklichkeitsnah abgeschätzt werden können, entwickelt werden.

Hierfür werden zunächst anhand kleinformatiger Versuchskörper in der Klimakammer des Labors für Baustoffe und Konstruktiven Ingenieurbau der Hochschule Bochum Zwangkräfte für bestimmte konstante relative Luftfeuchten und für bestimmte konstante Temperatureinwirkungen experimentell bestimmt.

Die Versuche werden anschließend mit Hilfe der im Fachgebiet Massivbau  ingesetzten FEMSoftware DIANA im Rahmen von physikalisch nichtlinearen Simulationen analysiert. Die Werte einzelner Parameter (z.B. der Bruchenergie, der Verbundsteifigkeit, etc.) werden in den FEMModellen so kalibriert, dass die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen mit möglichst genauer Übereinstimmung nachgerechnet werden können.

Anschließend werden mit Hilfe der auf diese Weise gewonnenen FEM-Modelle, im Rahmen einer Parameterstudie die Zwangkräfte in einfeldrigen Stahlbetondecken unter vorgegebenen Temperaturbeanspruchungen ermittelt. Hierfür werden praxisübliche Abmessungen, Betonfestigkeitsklassen, Bewehrungsabstände und Temperaturdifferenzen verwendet.

In einem weiteren Schritt werden dann die in mehrfeldrigen Stahlbetondecken auftretenden zusätzlichen Zwangkräfte im Rahmen einer umfangreichen Parameterstudie ermittelt. Hierfür werden Stahlbetondecken mit bis zu vier Feldern unterschiedlicher Länge untersucht, wobei auch in dieser Untersuchung die Betonfestigkeitsklasse, die Deckendicken und die Temperatureinwirkungen variiert werden. Im letzten Schritt der Bearbeitung wird das Konzept der Bemessungsnorm DIN EN 1992-1-1 zur Berechnung der Rissbreiten infolge von Zwangkräften  berprüft. Erste Vorarbeiten führen zu der Vermutung, dass das Konzept nicht gleichermaßen für die Berechnung der Rissbreiten infolge von „Zwang infolge von
Temperatureinwirkungen“ und für „Zwang infolge von Betonschwinden“ geeignet ist. Da die Rissbreiten infolge von Zwangeinwirkungen der häufigste Grund für Bauschäden sind, soll hier eine Anpassung des Normkonzeptes erarbeitet werden, mit der derartige Bauschäden in Zukunft vermieden werden können.


Persönliches

Portrait

Studium

09/2013 – 03/2017

Bachelor-Studium Bauingenieurwesen an der Hochschule Bochum

Vertiefungsrichtung: Konstruktiver Ingenieurbau

Thema der Bachelorarbeit: Physikalisch nichtlineare FEM-Simulationen des zeitabhängigen Verhaltens (Betonkriechen und -schwinden) von ungezwängten Stahlbetondeckenplatten

Auszeichnung: Jahrgangsbeste des Abschlussjahres

03/2017 – 12/2018

Master-Studium Bauingenieurwesen an der Hochschule Bochum

Vertiefungsrichtung: Konstruktiver Ingenieurbau

Thema der Masterarbeit: Entwicklung eines Bemessungskonzeptes zur
Bestimmung der Querkrafttragfähigkeit von Stahlbeton-Hohlkörperdecken

Auszeichnung: Jahrgangsbeste des Abschlussjahres

Werdegang

08/2016 – 09/2018

Werkstudentin bei der Ingenieursozietät Schürmann – Kindmann und Partner GbR

11/2016 – 09/2018

Wissenschaftliche Hilfskraft/ Tutorin im Fachgebiet Massivbau der Hochschule Bochum

Seit 10/2018

Wissenschaftliche Mitarbeiterin im Fachgebiet Baukonstruktion

Seit 04/2020

Wissenschaftliche Mitarbeiterin im Fachgebiet Massivbau Forschungsprojekt „Materialeffiziente Bemessung im Massivbau durch wirklichkeitsnahe Abschätzung von Zwangkräften“


Betreute Bachelor- und Masterarbeiten

Bachelorarbeiten
  • Tragwerksplanung eines Zweifamilienhauses (2018)
  • Aussteifungsberechnungen von Mauerwerksgebäuden (2018)
  • Tragwerksplanung für ein Mehrfamilienhaus mit Tiefgarage (2019)
  • Tragwerksplanung eines Einfamilienhauses mit Carport (2019)
  • Tragwerksplanung eines Zweifamilienhauses (2019)
  • Tragwerksplanung eines Mehrfamilienhauses mit Staffelgeschoss und Tiefgarage (2020)
  • Tragwerksplanung eines Wohngebäudes mit Garage (2020)
  • Tragwerksplanung für ein Mehrfamilienhaus mit Penthouse (2020)

Masterarbeiten
  • Aufstockung von Wohnungsbauten im Bestand (2019)
  • Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Begrenzung der Biegeschlankheit im Stahlbetonbau (2019)
  • Numerische Untersuchungen zu Zwangbeanspruchungen infolge von Temperatureinwirkungen (2020)

Clara Walsemann
Clara Walsemann, M.Sc.
Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwesen
Hochschule Bochum
Am Hochschulcampus 1
44801 Bochum
Raum: H 4-15
Tel.: +49 234 32 10202

Sprechstunde:
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