Investigation of bond behaviour under repeated loading using DFOS
Autorin: Linda Summermatter
Sprache: Englisch
Kurzfassung
Stahlbetonkonstruktionen sind abhängig von dem Verhalten des Verbunds zwischen der Bewehrung und dem Beton. Während der Nutzungsdauer einer Konstruktion, beispielsweise von Brücken, ist die Ermüdung ein wichtiger Schadensprozess. Die Ermüdung von Stahlbetonkonstruktionen hängt stark von der Verschlechterung des Verbundes bei wiederholter Belastung ab. Die wiederholte Belastung führt zu einer Vergrösserung des Schlupfs zwischen der Bewehrung und dem Beton. Das Verhalten des Verbunds ist komplex und wird deswegen oft mithilfe von globalen Verbundspannungs-Schlupf Beziehungen dargestellt. Da es nur schwer möglich ist, die Verbundspannungen direkt an der Oberfläche der Bewehrung zu messen ohne den Verbund zu beeinflussen, werden Verbundspannungen oft anhand von kurzen Verbundlängen unter der Annahme einer konstanten Verteilung bestimmt. Durch die Verwendung von "distributed fibre optical sensors (DFOS)", kann eine fast durchgehende Messung direkt an der Oberfläche der Bewehrung durchgeführt werden. Hierbei wird der Verbund nicht beeinflusst.
In der Masterarbeit werden 20 Ausziehversuche durchgeführt, welche mit DFOS ausgestattet sind und unterschiedliche Verbundlängen aufweisen. Die Proben werden mit einer unterschiedlichen Anzahl von Lastzyklen und Lastniveaus getestet. Die Resultate werden verwendet, um das Verbundverhalten unter wiederholter Belastung näher zu untersuchen.
Die Auswertung der Versuchsergebnisse zeigt, dass die wiederholte Belastung zu einer Veränderung der Stahl- und Verbundspannungen entlang der Verbundlänge führt. Mit zunehmender Anzahl Lastzyklen erreichen die Stahlspannungen zum unbelasteten Ende hin höhere Werte. Die Änderung der Verbundspannung entlang der Verbundlänge findet primär an den beiden Enden statt. Mit zunehmender Anzahl Lastzyklen nehmen die Verbundspannungen am belasteten Ende ab und am unbelasteten Ende zu. Die maximale Verbundspannung, welche bei den Ausziehversuchen erreicht wird, wird durch die wiederholte Belastung erhöht. Ebenfalls ist eine Zunahme des Schlupfs am unbelasteten Ende zu beobachten. Der Vergleich der Resultate mit bestehenden Verbundspannungs-Schlupf Beziehungen zeigt, dass das Ausziehverhalten der Proben, welche keine wiederholte Belastung erlebt haben, durch die Modelle gut dargestellt wird.
