Verbundtragverhalten laschenverstärkter Betonbauteile unter nicht vorwiegend ruhender Beanspruchung

Von:

Ch Hankers

P Holzenkämpfer

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Beitrag 1: Eine mehrjährige Forschungsarbeit zum Verbundtragverhalten laschenverstärkter Betonbauteile unter nicht vorwiegend ruhender Beanspruchung wird mit der Entwicklung eines Modells zur Vorhersage des Trag- und Verformungsverhaltens abgeschossen. Das Versagen eines laschenverstärkten Biegebalkens im dynamischen Bruchversuch kann sowohl durch Kohäsionsbruch im Klebstoff, als auch durch Bruch im Beton innerhalb der Laschenverbundzone erfolgen. Für den Klebstoff mußten daher statische und dynamische Bruchkriterien entwickelt werden. Das Versagen im Betonuntergrund wird durch Modifizierung von lokalen Verbundspannung-Verschiebungs-Beziehungen konsistent abgebildet. Mit dem Modell können die Verteilung der Laschenzugkraft, der Relativverschiebung und der Verbundspannung in Abhängigkeit von Ort und Lastwechselzahl ermittelt werden. Eine Parameterstudie zeigt den Einfluß von Belastungshöhe, Laschengeometrie und Betonqualität auf den Schädigungsfortschritt. Er kann durch Einflußfaktoren bei der Vorhersage des Tragverhaltens berücksichtigt werden. Auf Basis der Differentialgleichung des verschieblichen Verbunds (Volkersen) wird eine dynamische Entkoppelung der Lasche vom Untergrund infolge Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen untersucht. Sie kann durch Einhaltung eines Mindestlaschenbewehrungsgrades vermieden werden. Abschließend werden Empfehlungen für die Bemessungspraxis gegeben.2. Beitrag: Zur Erhöhung der Biege- und Schubtragfähigkeit können Betonbauteile durch Aufkleben von Lamellen aus Stahl oder Faserverbundwerkstoffen verstärkt werden. Eine der wichtigsten Voraussetzungen der Bauweise ist die Kenntnis des Verbundverhaltens zwischen der geklebten Lamelle und der oberflächennahen Betonzone. Die vorliegende Arbeit gibt zunächst einen Überblick über die Möglichkeiten des Verbundverhaltens und zeigt dann auf, daß nur mit Hilfe der sogenannten Differentialgleichung des verschieblichen Verbundes handhabbare und gleichzeitig zutreffende Modelle zur Beschreibung des Verbundverhaltens gewonnen werden können. Anschließend werden aus der Literatur bekannte Verbundansätze diskutiert und im Hinblick auf die Vorhersagefähigkeit bewertet. Ein bilinearer elastisch-plastisch-entfestigender Ansatz wird als der am besten geeignete ausgewählt und verallgemeinert. Anschließend wird ein Rechenmodell zur Vorhersage der Verbundtragfähigkeit hergeleitet und durch eigene und andere Versuchsergebnisse verifiziert. Ein für die Bemessungspraxis geeignetes Entwurfsmodell wird angegeben. Aufbauend auf den verallgemeinerten Verbundansatz werden dann Modelle zum Zusammenwirken von Beton, Betonstahlbewehrung und geklebter Lamelle im verstärkten Dehnkörper entwickelt. Die Arbeit schließt mit einem Kapitel über die erforderlichen Nachweise bei der Bemessung laschenverstärkter Biegetragglieder ab. Hier wird auf die Biege- und Schubbemessung sowie auf die Zugkraftdeckung und die Verankerung der geklebten Lamelle eingegangen. Dabei wird auch auf die Gefahr der Entkoppelung der Lamelle vom Beton hingewiesen.