Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Untersuchung des Verbundverhaltens von CFK‐Spannlitzen in Beton mit faseroptischen Sensoren
Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) eignen sich aufgrund ihrer hohen Zugfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit als Bewehrung von Betonbauteilen, insbesondere als Spannglieder. Untersuchungen an der TU Berlin mit vorgespannten CFK‐Litzen im sofortigen Verbund zeigten, dass trotz Einhaltung einschlägiger Empfehlungen für die Betondeckung bereits bei moderaten Vordehnungen Spaltzugrisse im Beton auftreten können. In diesem Zusammenhang wurde das Verbundverhalten von vorgespannten Stahl‐ und CFK‐Litzen in Beton anhand von Spannkrafteinleitungsversuchen untersucht. Um die Übertragungslängen zuverlässig bestimmen zu können, wurden erstmals verteilte faseroptische Sensoren (Distributed Fibre Optic Sensors, DFOS) eingesetzt, die eine hoch ortsaufgelöste Dehnungsmessung liefern. Die Ergebnisse zeigen, dass in CFK‐Litzen aufgrund der hohen Zugfestigkeit signifikant höhere Verbundspannungen aktiviert werden, die zwar kürzere Übertragungslängen ermöglichen, aber zu vermehrter Spaltzugrissbildung führen können. Als wesentliche Einflussgrößen für Spaltrisse wurde neben der Betondeckung die Höhe der Vordehnung ermittelt. In diesem Aufsatz werden die durchgeführten Versuche detailliert beschrieben und die Versuchsergebnisse sowie die durch DFOS gewonnenen Erkenntnisse vorgestellt und diskutiert.
Investigation of the bond behaviour of prestressed CFRP strands in concrete with fibre optic sensors
Due to their high tensile strength and corrosion resistance, carbon fibre reinforced polymers (CFRP) are suitable as reinforcement of concrete elements, especially as tendons. Despite compliance with the relevant recommendations for the concrete cover of pretensioned carbon concrete members, tensile splitting cracks can occur in the concrete even at moderate prestressing levels compared to steel tendons, as investigations at the TU Berlin with pretensioned CFRP strands have shown. In this context, the bond behaviour of steel and CFRP strands in concrete was investigated by means of tests on transfer length. For the first time in this type of experiment, distributed fibre optic sensors (DFOS) were used to reliably determine transfer lengths, providing a high spatial resolution strain measurement. The results show significantly higher bond stresses in the CFRP strands due to their higher tensile strength, which allows for shorter transfer lengths, but can lead to splitting cracking. In addition to the concrete cover, the prestressing level was determined as a significant influencing factor for splitting cracks. The tests carried out are described in detail and the test results as well as the new insights gained through DFOS are presented and discussed.
Untersuchung des Verbundverhaltens von CFK‐Spannlitzen in Beton mit faseroptischen Sensoren
Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) eignen sich aufgrund ihrer hohen Zugfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit als Bewehrung von Betonbauteilen, insbesondere als Spannglieder. Untersuchungen an der TU Berlin mit vorgespannten CFK‐Litzen im sofortigen Verbund zeigten, dass trotz Einhaltung einschlägiger Empfehlungen für die Betondeckung bereits bei moderaten Vordehnungen Spaltzugrisse im Beton auftreten können. In diesem Zusammenhang wurde das Verbundverhalten von vorgespannten Stahl‐ und CFK‐Litzen in Beton anhand von Spannkrafteinleitungsversuchen untersucht. Um die Übertragungslängen zuverlässig bestimmen zu können, wurden erstmals verteilte faseroptische Sensoren (Distributed Fibre Optic Sensors, DFOS) eingesetzt, die eine hoch ortsaufgelöste Dehnungsmessung liefern. Die Ergebnisse zeigen, dass in CFK‐Litzen aufgrund der hohen Zugfestigkeit signifikant höhere Verbundspannungen aktiviert werden, die zwar kürzere Übertragungslängen ermöglichen, aber zu vermehrter Spaltzugrissbildung führen können. Als wesentliche Einflussgrößen für Spaltrisse wurde neben der Betondeckung die Höhe der Vordehnung ermittelt. In diesem Aufsatz werden die durchgeführten Versuche detailliert beschrieben und die Versuchsergebnisse sowie die durch DFOS gewonnenen Erkenntnisse vorgestellt und diskutiert.
Investigation of the bond behaviour of prestressed CFRP strands in concrete with fibre optic sensors
Due to their high tensile strength and corrosion resistance, carbon fibre reinforced polymers (CFRP) are suitable as reinforcement of concrete elements, especially as tendons. Despite compliance with the relevant recommendations for the concrete cover of pretensioned carbon concrete members, tensile splitting cracks can occur in the concrete even at moderate prestressing levels compared to steel tendons, as investigations at the TU Berlin with pretensioned CFRP strands have shown. In this context, the bond behaviour of steel and CFRP strands in concrete was investigated by means of tests on transfer length. For the first time in this type of experiment, distributed fibre optic sensors (DFOS) were used to reliably determine transfer lengths, providing a high spatial resolution strain measurement. The results show significantly higher bond stresses in the CFRP strands due to their higher tensile strength, which allows for shorter transfer lengths, but can lead to splitting cracking. In addition to the concrete cover, the prestressing level was determined as a significant influencing factor for splitting cracks. The tests carried out are described in detail and the test results as well as the new insights gained through DFOS are presented and discussed.
Untersuchung des Verbundverhaltens von CFK‐Spannlitzen in Beton mit faseroptischen Sensoren
Serrano‐Mesa, María (Autor:in) / Jesse, Frank (Autor:in) / Hückler, Alex (Autor:in) / Schlaich, Mike (Autor:in)
Beton‐ und Stahlbetonbau ; 118 ; 744-756
01.10.2023
13 pages
Aufsatz (Zeitschrift)
Elektronische Ressource
Englisch
Carbonbeton , faseroptische Sensoren , Spannbettvorspannung , Spannkrafteinleitung , Übertragungslänge , Verbundverhalten , vorgespannte CFK-Litzen bond behaviour , carbon concrete , fibre optic sensors , prestressed CFRP strands , prestress force transmission , pretensioned concrete , transfer length
| British Library Online Contents | 2002
Experimentelle Untersuchung des Verbundverhaltens von Geokunststoffen
| Tema Archiv | 2009