Experimentelle Untersuchung des Einflusses von Rand- und Mittelabständen bei vorgespannten eingeschlitzten Carbonfaserlamellen an nachträglich verstärkten T-Querschnitten

Abstract

Seit 1981 werden Kohlefaserlamellen (CFK-Lamellen) zur nachträglichen Ertüchtigung von Tragwerken eingesetzt. In den Anfängen dieser neuen Technologie wurden diese oberflächlich auf das Bauwerk appliziert. Dabei kann jedoch die enorme Festigkeit des CFK-Material nicht annähernd ausgenützt werden, da es vor Versagen des CFK-Bauteils zu Ablöseerscheinungen in der Verklebung kommt. Seit der Pilotanwendung im Wellenhallenbad Ruhpolding im Jahr 2000 wo zur Verstärkung beschädigter Spannbetonbinder, in die Betondeckung eingeschlitzte, schlaffe CFK-Lamellen eingesetzt wurden, gibt es zahlreiche weiterführende Entwicklungen und Ver-öffentlichungen in diesem Bereich. Diese Arbeit beschäftigt sich mit vertikal zur Betondeckung eingeschlitzten und vorgespannten CFK-Lamellen. Mittels der am Institut für Tragkonstruktionen entwickelten Vorspanneinrichtung (Composite Wedge Anchorage) können CFK-Lamellen vorgespannt und in gefräste Schlitze verklebt werden.<br />Im Zuge dieser Arbeit wurden 6 T-Träger verstärkt und dann in zerstörenden 4-Punkt-Biegezugversuchen auf ihr Tragverhalten untersucht.<br />In den Untersuchungen konnten die schon aus der konventionellen Vorspannung von Stahlbetonbauten bekannten positiven Auswirkungen auf die Dauerhaftigkeit und das Tragverhalten nachgewiesen werden. Neuartig ist auch die laschenbügelfreie Endverankerung der CFK-Lamellen, welche durch eine Klebeendverankerung erfolgt ist. Dadurch verbleiben keine Stahlbauteile am oder im Bauwerk, was Installationskosten senkt und eine hohe Dauerhaftigkeit und niedrige Wartungskosten ermöglicht.<br />

Since 1981 carbon fiber reinforcement plastic (CFRP) strips have been used for strengthening of structures.<br />At the beginning the strips were externally bonded but this method could not take fully advan-tage of the entire strip strength. The reasons for it are debonding effects, far below the ultimate strip strength.<br />Since the first use of near surface mounted CFK strips in 2000 by strengthening the indoor-wave-swimming pool in Rupolding several different further developments of this technology have been published.<br />The present paper focuses on prestressed near surface mounted CFRP-strips. With the Composite Wedge Anchorage, which was developed at the Institute for Structural Engineering, Vienna University of Technology, CFRP strips can be prestressed within the con-crete cover.<br />Experiments were carried out and CFRP strips were presetressed and fixed in cutted slits of the T-beams, which were tested. In 4-point-bending tests the load bearing capacity was examined. In this experiment the positive results on durability and on load bearing capacity could be proved. A new development is the permanent bond anchorage of the strip-ends established by epoxiy-rasin. Consequently no steel components remain on or in the building which leads to high durability and low service costs.<br />