Vorgespannte Bauteile aus textilbewehrtem Beton: Fid-Bau Portal

Vorgespannte Bauteile aus textilbewehrtem Beton

Krüger, Markus / Reinhardt, Hans-Wolf

Die Tragfähigkeit und die Steifigkeit textilbewehrter Bauteile können durch Vorspannung deutlich erhöht werden. Dabei sind aber die besonderen Eigenschaften dieses Verbundmaterials zu beachten. Textilfasern zur Betonverstärkung weisen meist ein linearelastisches Verhalten bis zum Bruch auf, sie sind nicht plastisch verformbar. Übliche Multifilamentrovings haben gegenüber Bewehrungsstahl zwei wesentliche Unterschiede: Die einzelnen Filamente sind nicht ideal gestreckt im Riving, wodurch sie bei Beanspruchung unterschiedliche belastet werden. Aufgrund des fehlenden Verbundes der Filamente untereinander findet kaum Kraftumlagerung bei Versagen einzelner Fasern statt. Dadurch ist die Gesamtfestigkeit des Rovings deutlich geringer als die Festigkeit der Einzelfilamente. Bei der Betoneinbettung ist zudem ein homogener Verbund von Fasern und Beton über den Bewehrungsquerschnitt gegeben. Lasteinleitungslängen sind unterschiedlich und auch ein variabler Schlupf ist zu erwarten. Bei Vorspannung werden lose nebeneinander liegende Filamente gebündelt, wodurch der Zementleim nicht mehr ausreichend eindringt und ein hoher Schlupf entsteht. Diesem Effekt muss durch entsprechende Imprägnierung oder durch Verwendung aufgeschmolzener Hybridgarne begegnet werden. Für die Vereinfachung der Vorspannung des textilen Gewebes empfiehlt es sich, bereits bei der Herstellung beispielsweise durch Bildung von Schlaufen dafür zu sorgen, dass eine gleichmäßige Vorspannung der Rovings möglich ist. Beim Tragverhalten der Bauteile ist zudem zu beachten, dass mit zunehmendem Vorspanngrad die Gefahr der Delamination des Verbundes steigt. Unterstellt man einen ausreichenden inneren Verbund der textilen Bewehrung, kann im Betonbauteil von einem homogen belasteten Rovingquerschnitt ausgegangen werden. Damit können bekannte Bemessungsverfahren aus dem Stahlbetonbau eingesetzt werden. Dabei dürfen allerdings Größeneffekte nicht generell vernachlässigt werden. Auch muss bedacht werden, dass plastische Tragreserven praktisch nicht vorhanden sind, es im Zweifelsfall also zum spröden Bauteilversagen kommt.