Buch: Beitrag zur Vorbemessung der Biegeverstärkung von Stahlbetonbauteilen mit Rechteckquerschnitt mittels aufgeklebten CFK-L

Beitrag zur Vorbemessung der Biegeverstärkung von Stahlbetonbauteilen mit Rechteckquerschnitt mittels aufgeklebten CFK-L
Masterarbeit
Cevin Stiehl
2020, 252 S., 80 Abb. 24 cm, Softcover
HTWK Leipzig
ISBN 978-3-96627-001-4

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Inhalt

Das nachträgliche Verstärken von Stahlbetonbauteilen mit geklebter Bewehrung ist seit 2012 in einer eigenen Richtlinie geregelt. Darin sind u.a. die erforderlichen Nachweise für aufgeklebte Lamellen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) geregelt, welche neben der aufwendigen iterativen Biegebemessung ein sehr komplexes Verbundverhalten aufweisen. Dafür wurde vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton anhand von Versuchsauswertungen ein Modell zur Nachweisführung erarbeitet, wobei die auftretenden Zugkräfte zum Teil über Zwischenrisselemente (Teilstrecken zwischen Biegerissen) in das Bauteil übertragen werden. Aufgrund des Umfangs und der Komplexität der Nachweisführung wurden gleichzeitig vereinfachte, aber ungenauere Nachweisformate darin zur Verfügung gestellt. Um eine frühzeitige Abschätzung über den Einsatz von aufgeklebten CFK-Lamellen zu ermöglichen, wurden in dieser Arbeit unterschiedliche Hilfsmittel für Stahlbetonbauteile mit Rechteckquerschnitt in Abhängigkeit der unterschiedlichen Nachweisformate erarbeitet. Dazu wurden die Bemessungsgrundlagen getrennt nach reiner Biegetragfähigkeit und dem Verbundverhalten betrachtet. Für eine einfache Handrechnung ergaben sich analog zum Stahlbetonbau Bemessungstafeln mit dimensionslosen Beiwerten mit denen anhand einer Grenzdehnung aus dem vereinfachten Nachweis der Biegetragfähigkeit die erforderliche Lamellenfläche bestimmt werden kann. Für eine wirtschaftlichere Lösung wurde der genauere Nachweis der Lamellenkraftänderung am Zwischenrisselement in einer Excel-Arbeitsmappe konfiguriert, da hierbei ein außerordentlicher iterativer Berechnungsaufwand entsteht.

Verfügbare Formate

Publikationslisten zum Thema:
CFK, CFK-Lamelle, Verstärkung, Ertüchtigung, Stahlbeton, Betoninstandsetzung, Bemessung, DAfStb-Richtlinie, Betonbauteil,

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Der erste Beitrag stellt die Arbeiten des DAfStb-Forschungsvorhaben V 455 "Untersuchungen an 43 Jahre im Nordseeklima ausgelagerten Betonbalken" dar. Im Zentrum des Vorhabens standen Stahl- und Spannbetonprobekörper, die an der TU München in den 1960er Jahren hergestellt wurden. Die Motivation der damaligen Forschungsvorhaben war einerseits die Bedeutung der Zementart für das Korrosionsverhalten von Spannstahl und andererseits die Wirkungsweise von Inhibitoren in gerissenen Stahlbetonbauteilen zu quantifizieren. Die Ergebnisse des Vorhabens V 455 ermöglichen eine Quantifizierung des Langzeitverhaltens unterschiedlicher Zementarten und w/z-Werte im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit. Hierbei lagen Druckfestigkeit, Elektrolytwiderstand, Halbzellenpotentiale, Chloridmigrationskoeffizient und Chloriddiffusionskoeffizient im Fokus. Im Rahmen des zweiten Beitrages wurde das vollprobabilistische Konzept für die Dauerhaftigkeitsbemessung von XD, XS und XC-exponierte Bauteilen in ein semiprobabilistisches Bemessungskonzept mit Teilsicherheitsbeiwerten überführt. Die der Dauerhaftigkeitsbemessung zugrunde liegende Modellierung ist die des fib model codes for service life design, erschienen im fib bulletin 34 (2006). Zur Ableitung von Teilsicherheitsbeiwerten wurden zahlreiche Bemessungssituationen, welche die Bandbreite üblicher XD, XS und XC-Expositionen beschreiben, untersucht und ausgewertet Aus diesen Erkenntnissen wurden rechnerisch deskriptive Regeln abgeleitet, um die Anforderungen hinsichtlich geforderter Zielzuverlässigkeit/Ziellebensdauer durch im Rahmen der Regeln vorgegebene Materialauswahl, Mindestbetondeckung, Nachbehandlungsdauer erreichen zu können.

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