A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
Auslegung von Verstärkungen ermüdungsgeschädigter Stahlbauteile mit aufgeklebten Faserverbundwerkstoffen
Aus den von der Bundesanstalt für Straßenwesen veröffentlichten Zustandsnoten lässt sich ein erheblicher Sanierungsbedarf deutscher Straßenbrücken ableiten. Das Aufkleben von CFK-Lamellen stellt eine leistungsfähige Verstärkungsmethode zur Erhöhung der Restlebensdauer ermüdungsrissgeschädigter Stahlbrückenbauteile dar. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden umfangreiche experimentelle und numerische Untersuchungen zum Rissfortschrittsverhalten in Stahlblechen unter zyklischer Beanspruchung, welche mit aufgeklebten CFK-Lamellen verstärkt wurden, sowie zum Trag- und Versagensverhalten geklebter CFK-Stahl-Überlappverbindungen durchgeführt. Die klebtechnische Verstärkung durch CFK-Lamellen weist viele Nachteile üblicher Verstärkungsmethoden nicht auf. Die Entwicklung und Validierung eines ingenieurmäßigen Verfahrens zur Abschätzung der Fortschrittsgeschwindigkeit von Ermüdungsrissen in mit aufgeklebten CFK-Lamellen verstärkten Stahlbauteilen ist ein wesentlicher Schritt zur Umsetzung der Verstärkungsmaßnahme in der Praxis und stellt den Kern dieser Arbeit dar. Auf Grundlage anwendungsspezifischer Randbedingungen des Stahlbrückenbaus werden zwei Epoxidharzklebstoffe und eine CFK-Lamelle für die experimentellen Untersuchungen ausgewählt und zunächst anhand von standardisierten Versuchen hinsichtlich ihres Verformungs- und Versagensverhaltens charakterisiert. In quasi-statischen Versuchen und Dauerschwingversuchen an zweischnittigen, geklebten CFK-Stahl-Überlappverbindungen wird das Trag- und Versagensverhalten unter anwendungsnahen Beanspruchungszuständen untersucht. Anhand der Versuchsergebnisse wird ein Verbundspannungs-Schlupf-Modell zur Abschätzung der statischen Verbindungstragfähigkeit verifiziert sowie Wöhlerlinien zur Abschätzung der Ermüdungsfestigkeit der CFK-Stahl-Verbindung abgeleitet. In Dauerschwingversuchen an Stahlblechen mit zentrischem Innenriss, die mit aufgeklebten CFK-Lamellen verstärkt wurden, werden der Einfluss der Lamellenvorspannung, des Lastniveaus, des Klebstoffs sowie einer ein- oder ...
Auslegung von Verstärkungen ermüdungsgeschädigter Stahlbauteile mit aufgeklebten Faserverbundwerkstoffen
Aus den von der Bundesanstalt für Straßenwesen veröffentlichten Zustandsnoten lässt sich ein erheblicher Sanierungsbedarf deutscher Straßenbrücken ableiten. Das Aufkleben von CFK-Lamellen stellt eine leistungsfähige Verstärkungsmethode zur Erhöhung der Restlebensdauer ermüdungsrissgeschädigter Stahlbrückenbauteile dar. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden umfangreiche experimentelle und numerische Untersuchungen zum Rissfortschrittsverhalten in Stahlblechen unter zyklischer Beanspruchung, welche mit aufgeklebten CFK-Lamellen verstärkt wurden, sowie zum Trag- und Versagensverhalten geklebter CFK-Stahl-Überlappverbindungen durchgeführt. Die klebtechnische Verstärkung durch CFK-Lamellen weist viele Nachteile üblicher Verstärkungsmethoden nicht auf. Die Entwicklung und Validierung eines ingenieurmäßigen Verfahrens zur Abschätzung der Fortschrittsgeschwindigkeit von Ermüdungsrissen in mit aufgeklebten CFK-Lamellen verstärkten Stahlbauteilen ist ein wesentlicher Schritt zur Umsetzung der Verstärkungsmaßnahme in der Praxis und stellt den Kern dieser Arbeit dar. Auf Grundlage anwendungsspezifischer Randbedingungen des Stahlbrückenbaus werden zwei Epoxidharzklebstoffe und eine CFK-Lamelle für die experimentellen Untersuchungen ausgewählt und zunächst anhand von standardisierten Versuchen hinsichtlich ihres Verformungs- und Versagensverhaltens charakterisiert. In quasi-statischen Versuchen und Dauerschwingversuchen an zweischnittigen, geklebten CFK-Stahl-Überlappverbindungen wird das Trag- und Versagensverhalten unter anwendungsnahen Beanspruchungszuständen untersucht. Anhand der Versuchsergebnisse wird ein Verbundspannungs-Schlupf-Modell zur Abschätzung der statischen Verbindungstragfähigkeit verifiziert sowie Wöhlerlinien zur Abschätzung der Ermüdungsfestigkeit der CFK-Stahl-Verbindung abgeleitet. In Dauerschwingversuchen an Stahlblechen mit zentrischem Innenriss, die mit aufgeklebten CFK-Lamellen verstärkt wurden, werden der Einfluss der Lamellenvorspannung, des Lastniveaus, des Klebstoffs sowie einer ein- oder ...
Auslegung von Verstärkungen ermüdungsgeschädigter Stahlbauteile mit aufgeklebten Faserverbundwerkstoffen
Kasper, Yann J. (author) / Ummenhofer, Thomas / Feldmann, Markus / Stark, Alexander
2023-03-22
Theses
Electronic Resource
German
| TIBKAT | 2023
| BASE | 2023
| DataCite | 2023