Erhöhung der Verbundtragfähigkeit von nachträglich aufgeklebten Lamellen durch Bügelumschließungen: Fid-Bau Portal

Erhöhung der Verbundtragfähigkeit von nachträglich aufgeklebten Lamellen durch Bügelumschließungen

Husemann, Ulf

Die durch experimentelle Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse zur traglaststeigernden Wirkung von bügelartigen Umschließungen aus Stahl oder CF-Gelegen bei nachträglich aufgeklebten CFK- oder Stahl-Lamellen auf biege- und querkraftbeanspruchten Balken ermöglichen eine höhere Ausnutzung der Tragfähigkeit des Lamellenverbundes. Bei beginnender Lamellenentkopplung ist im Riss infolge der erhöhten Reibung im Bereich der Umschließung eine größere Schubkraft übertragbar. Aus der Rissöffnungsbehinderung unterschiedlicher Umschließungsarten in Abhängigkeit vom Material (Stahl; CF-Gelege), den geometrischen Verhältnissen von Balkenbreite zu Lamellenbreite sowie der Steifigkeit der Umschließung wurden Algorithmen abgeleitet, mit denen es möglich ist, die Rissöffnungsbehinderung für die untersuchten Parameter zu berechnen. Nach der experimentellen Bestimmung des Zusammenhanges zwischen der Lamellenzugkraft und dem Anpressdruck konnte mittels Regressionsrechnung ein vereinfachter, praxistauglicher Ansatz zur Bestimmung der übertragbaren Schubspannung in Abhängigkeit von der Normalspannung entwickelt werden. Für die Stahlbügelumschließungen wurde der Einfluss der Klebstoffdicke zwischen den Umschließungsbügeln sowie der Einfluss des Schlusswinkels bezogen auf die Bügelsteifigkeit bestimmt. Im Sinne einer anwenderfreundlichen Bemessung werden vereinfachte Bemessungsalgorithmen sowohl für Stahl- als auch CF- Gelegeumschließungen angegeben. Es wird ein Modell vorgestellt, mit dem bei der Berechnung der Verbundbruchkraft der zusätzliche Traganteil infolge der Umschließung berücksichtigt werden kann. Grundsätzlich muss bei der Bemessung zuerst die Rissöffnungsbehinderung - bezogen auf das Umschließungsmaterial (Stahl; CF-Gelege), die geometrischen Randbedingungen und die Steifigkeit der Umschließung - ermittelt werden. Nach Festlegung der Rissöffnungsbehinderung in Abhängigkeit von der Umschließung kann dann die Steigerung der Lamellenzugkraft infolge der erhöhten Reibung im Riss über die aufgestellten Algorithmen errechnet und in die Bemessung einbezogen werden. Die vorgestellten Algorithmen können auch auf Umschließungen, die nicht aus Stahl- oder CF- Gelegen hergestellt sind, übertragen werden.