Verbundverhalten von Stahlbeton - Faseroptische Dehnungsmessung an einfach bewehrten Zuggliedern
Autorin: Larissa Salis
Sprache: Deutsch
Kurzfassung
Der Verbund zwischen Bewehrungsstahl und Beton bildet die Grundlage des Tragverhaltens von Stahlbeton. Die Rissbreiten und -abstände in Bauteilen werden durch die Verbundeigenschaften bestimmt. Ein genaues Verständnis des Verbundverhaltens ist daher von zentraler Bedeutung zur Beschreibung des Tragverhaltens von Stahlbeton und dessen Bemessung.
Die bisherige Forschung hat zur Entwicklung von Verbundspannungs-Schlupf-Beziehungen mehrerer Autoren geführt. In den verschiedenen Modellen werden unterschiedliche Einflussfaktoren berücksichtigt, weshalb sich diese teilweise stark unterscheiden. Bisher war es nicht möglich ein allgemein gültiges Stoffgesetz zu formulieren, das alle Einflussfaktoren berücksichtigt. Durch die Anwendung neuer Messtechnik soll die bisherige Forschung, auf der Grundlage neuer Versuchsdaten, überprüft und erweitert werden.
Im Rahmen der Master-Arbeit von Larissa Salis wurden 11 Zugversuchen an einfach bewehrten Zuggliedern durchgeführt. Diese Zugglieder wurden mit einem faseroptischen Messsystem instrumentiert. Variiert wurde einerseits die Art der Belastung, welche monoton oder zyklisch erfolgte, und andererseits der Durchmesser des Bewehungsstabs, welcher 14 mm bzw. 20 mm betrug.
Die faseroptische Dehnungsmessung ermöglicht eine quasi kontinuierliche Messung der Dehnungen am Stahl im Inneren eines Betonkörpers, ohne den Verbund zwischen Stahl und Beton wesentlich zu stören. Aus den gemessenen Dehnungen wurden die Stahlspannungen, die Schubspannungen und der Schlupf berechnet. Auf diese Weise wurde die Schubspannungs-Schlupf-Beziehung einzelner Punkte experimentell bestimmt.
Die durchgeführten Versuche liefern mit der faseroptische Dehnungsmessung eine neue Datengrundlage zur weiteren Erforschung des Verbundverhaltens von Stahlbeton. Die Auswertung dieser Daten ist jedoch relativ aufwendig. Die Qualität der Dehnungsmessung konnte, im Vergleich zu früheren Anwendungen, verbessert werden. Die bisherigen Modellannahmen, die vor allem auf Ausziehversuchen basieren, können anhand der neuen Versuche auf ihre Gültigkeit überprüft werden. Ein Vergleich der Versuchsdaten mit dem Modell von Eligehausen et al. zeigt grosse Abweichungen. Die analysierten Daten zeigen ausserdem keinen Zusammenhang zwischen der Form der Schubspannungs-Schlupf-Beziehung und der Art der Belastung.