Bemessung carbonbewehrter Betonbauteile unter besonderer Betrachtung des Gebrauchszustandes

Bewehrungen aus Faserverbundkunststoffen (FVK) haben sich im konstruktiven Betonbau aufgrund ihrer hohen Festigkeiten und ihrer Beständigkeit gegenüber physikalischen und chemischen Einflüssen zu einer Alternative zu konventionellem Betonstahl entwickelt. Aufgrund der abweichenden Material- und Verbundeigenschaften sind für eine sichere Bemessung präzise Kenntnisse über das Bauteilverhalten unter Kurzzeit- sowie Langzeitbeanspruchung notwendig.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden experimentelle Untersuchungen zum Trag-, Riss- und Verformungsverhalten an carbonbewehrten Betonbauteilen unter Kurzzeit- sowie statischer und zyklischer Dauerbeanspruchung vorgestellt. Aufbauend auf den Versuchsergebnissen erfolgt eine präzise Analyse des Bauteilverhaltens unter Langzeitbeanspruchung und eine Prüfung bestehender Ingenieur- und Bemessungsmodelle. Durch die in der Regel niedrigeren Elastizitätsmoduln der FVK-Bewehrung kommt dem Nachweis zur Begrenzung der Verformungen eine besondere Rolle zu. Hierfür wird ein nichtlineares Berechnungsmodell analytisch hergeleitet, durch das eine präzise Berechnung der Verformungen unter expliziter Berücksichtigung der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen möglich ist. Es erfolgt eine Untersuchung statisch unbestimmter Systeme, eine Validierung mit Hilfe eines numerischen Modells und der Versuchsergebnisse sowie eine Überführung in Näherungslösungen und praxisnahe Regeln zur Bemessung.