Interaktion von Betonstahl und textiler Bewehrung bei der Biegeverstärkung mit textilbewehrtem Beton: Fid-Bau Portal

Interaktion von Betonstahl und textiler Bewehrung bei der Biegeverstärkung mit textilbewehrtem Beton

Weiland, Silvio

Textilbewehrter Beton zur Verstärkung von Stahlbetonbauteilen ist neben den klassischen und etablierten Verfahren eine interessante Alternative, die die Vorteile der leichten Kohlenstofffaserklebeverstärkungen mit denen von Spritzbeton mit Bewehrung verbindet. Offene Fragen zur Bemessung, zum Zusammenwirken von Betonstahl und textiler Bewehrung und vor allem das Fehlen bauaufsichtlicher Regelungen sind derzeit die größten Anwendungshemmnisse für Textilbetonverstärkungen. Aus den theoretischen und experimentellen Untersuchungen in dieser Arbeit können wichtige Erkenntnisse zum gemeinsamen Tragverhalten von Betonstahl und textiler Bewehrung sowie zu den Auswirkungen der verbunndbedingten Unterschiede abgeleitet werden. Mit den vorgestellten Versuchen kann die Wirksamkeit textilbewehrten Betons zur Verstärkung von Stahlbetonbauteilen erneut eindrucksvoll bestätigt und der Erfahrungsraum für die Biegeverstärkung experimentell bedeutend erweitert werden. So sind die bisher belegten positiven Ergebnisse an nicht vorgeschädigten Stahlbetonplatten grundsätzlich auch auf vorgeschädigte Biegebauteile übertragbar. Geöffnete Risse und eine vorhandene Vorverformung beeinflussen die Bruchlast der untersuchten biegeverstärkten Platten nicht negativ. Weiterhin konnte Erhöhung der Tragfähigkeit im Gebrauchs- und Bruchzustand auch für textile Bewehrungen aus anderen Fasermaterialien, mit Verschiedenen Feinheiten der Multifilamentgarne sowie für Textilien mit Sekundärbeschlichtungen gezeigt werden. Dabei wurde eine nahezu vierfach höhere Bruchtragfähigkeit erreicht, die nur durch ein Querkraftversagen begrenzt war, für den der Versuchskörper nicht ausgelegt wurde. Ebenso vielversprechend sind die Versuchsergebnisse aus den ersten Tastversuchen zum Langzeittragverhalten. Nach fast einem Jahr Dauerbelastung mit bis zu 85 % der Kurzzeittragfähigkeit traten zwar deutliche Kriechverformungen, jedoch kein vorzeitiges Versagen auf. Nach der Dauerbelastung konnte immer noch die Bruchlast der Kurzzeittragfähigkeit nachgewiesen werden.

Textile reinforcement represents an excellent alternative to existing techniques for strengthening of concrete structures, combining the benefits of lightweight fiber reinforced polymer strengthening with those of shotcrete with reinforcement. The theoretical and experimental studies in this thesis provide essential insights into the common load bearing behaviour of reinforcing steel and textile reinforcements as well as on the impact of the different bond characteristics of both types of reinforcement. With the theoretical investigations, the combined load bearing behaviour and the influence of the different bond characteristics on distribution of the forces could be shown and qualified. The interaction of both reinforcement types, taking into account the different bond characteristics, can be represented by bond coefficients analogous to the approach to mixed steel and pre-stressing-steel reinforcements. So as to derive the appropriate parameters, several options were discussed. Moreover, a simplified approach to design a TRC-strengthening-layer was proposed. Overall, the results are an essential step towards the practical application of textile reinforced concrete for the strengthening of concrete structures and should already be encouraging the prudent use while considering the necessary safety aspects. Remaining issues and necessary clarifications should stimulate curiosity and in-depth research projects and allow further experimental studies.