Verbundverhalten von GFK-Bewehrungsstäben und Rissentwicklung in GFK-stabbewehrten Betonbauteilen

Füllsack-Köditz, Raimo

In der vorliegenden Arbeit werden im Rahmen von Ausziehversuchen die Verbundeigenschaften verschiedener Bewehrungsstäbe aus glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) unter Berücksichti-gung signifikanter Einflussgrößen auf das Verbundverhalten wie Oberflächenprofilierung der Stäbe, Stabdurchmesser, Betonfestigkeit, Verbundlänge sowie Beanspruchungsart unter einheitlichen Versuchsrandbedingungen bestimmt. Es erfolgt eine Bewertung der Einflussgrößen, der Verbundeigenschaften und des Verbundversagens der untersuchten GFK-Bewehrungsstäbe. Basierend auf der Modellbildung zum Verbund zwischen GFK-Stäben und Beton wird die Bestimmung der Verankerungslänge aufgezeigt. Im Rahmen von Versuchen an GFK-stabbewehrten Dehnkörpern und Balken wird die Auswirkung der spezifischen mechanischen Eigenschaften der GFK-Stäbe auf die Rissentwicklung gegenüber stahlbewehrten Bauteilen untersucht. Insbesondere wird betrachtet, welchen Einfluss das Bewehrungsmaterial, der Bewehrungsgrad, die Betonfestigkeit sowie die Belastungsart auf die Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen sowie auf die Entwicklung des Rissbildes, der Rissbreiten und der Rissabstände haben. Auf Grundlage der experimentellen Untersuchungen wird die Übertragbarkeit der für Stahlbetonbauteile üblichen Ansätze zur Bestimmung der Rissbreite auf GFK-stabbewehrte Betonbauteile bewertet.

The objective is to determine the bonding characteristics of different types of glass fiber reinforced plastic (GFRP) rebars using pull-out tests taking into consideration of significant influence parameters such as the type of bar surface deformation, bar diameter, concrete strength, bonding length and type of loading. The influence parameter will be appraised. The bonding characteristics an the bonding failure of the tested GFRP rebars will be classified. The determination of anchorage length for GFRP rebars will be shown based on bond models for GFRP rebars analogue to reinforcing steel. The scope of tests performed on GFRP reinforced beams and concrete tensile specimens will allow investigation into effects on the specific mechanical behaviours and the specific bonding characteristic of GFRP reinforcing bars on cracking formation. The effects of the physical behaviours of reinforcing material, percentage of reinforcement, concrete strength and type of loading on tension stiffening as well as crack pattern, crack widths and crack spacing will also be examined. Analysis of the results from these experiments will determine whether statements regarding crack width calculation are transferable between reinforced concrete structures and GFRP reinforced concrete structures.

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Füllsack-Köditz, Raimo: Verbundverhalten von GFK-Bewehrungsstäben und Rissentwicklung in GFK-stabbewehrten Betonbauteilen. 2004.

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