QUERKRAFTVERSTÄRKUNG VON BAUTEILEN MIT TEXTILBEWEHRTEM BETON TECHNISCHE UNIVERSITÄT DRESDEN. Schriftenreihe Konstruktiver Ingenieurbau Dresden Heft 27

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1 TECHNISCHE UNIVERSITÄT DRESDEN FAKULTÄT BAU INGENIEURWESEN Anett Brückner QUERKRAFTVERSTÄRKUNG VON BAUTEILEN MIT TEXTILBEWEHRTEM BETON Schriftenreihe Konstruktiver Ingenieurbau Dresden Heft 27

2 Inhaltsverzeichnis 1 Problemstellung und Zielsetzung der Arbeit Allgemeines Problemstellung Zielsetzung der Arbeit und verwendete Methoden 13 2 Verfahren der Querkraftverstärkung Verstärkung durch Zulagebewehrung in Spritzbeton Stahlbügelbewehrung Bewehrungen aus Endlosfasern Kurzfasern Verstärkung mit geklebten Bewehrungen Stahllaschen Faserverbundkunststoffe Verstärken mit eingeschlitzter Bewehrung Zusammen fassung 39 3 Tragverhalten verstärkter Querschnitte Beanspruchung durch den Verbund der Teilquerschnitte Beanspruchung durch den Verbund der textilen Bewehrung 45 4 Modelle zur Bemessung querkraftverstärkter Bauteile Allgemeines Tragfähigkeit der Stegbewehrungen Fachwerkmodell mit Betontraganteil (Standardmethode) Fachwerkmodell mit geneigtem Dnickgurt (erweiterte Fachwerkanalogie) Fachwerkmodell mit variabler Druckslrebenneigung Plastizitätstheorie Druckfeldtheorie Fachwerkmodell mit Rissreibung Tragfähigkeit der Verbundfuge Bemessung durch Rissbreitenbegrenzung Schlussfolgerungen 57 5 Experimentelle Untersuchungen Allgemeines Wahl der Querschnittsgeometrie Vorbemessung der Probekörper 60

3 5.3.1 Tragfähigkeit im unverstärkten Zustand Tragfähigkeit im verstärkten Zustand Verwendete Baustoffe Beton Bewehrungsstahl Feinbeton Textile Bewehrung Textilbewehrter Beton Verankerungslangen der textilen Bewehrung Herstellung und Lagerung der Probekörper Versuchsaufbau und Messeinrichtung Ergebnisse Tragmechanismen im Bruchzustand Photogrammetrische Messungen Mittlere Rissbreiten Berechnung des Hauptdehnungszustandes Neigungswinkel der Hauptstauchung Dehnungszustand der Betondruckstreben Verhältnis von Textil- zu Stahldehnung Diskussion der Ergebnisse Verankerung der Verstärkung Gemessene Verschiebungen in der Verbundfuge Verankerung durch konstruktive Maßnahmen Diskussion der Ergebnisse Schlussfolgcrungen Ableitung von Berechnungsansätzen Querkrafttragfähigkeit bewehrter Bauteile Fachwerkmodell der Stahlbügelbewehrung Fachwerkmodell der textilen Bewehrung Betondrtickbogen Anwendung der Modelle auf eigene Versuche Querkrafttragfähigkeit der Stahlbügelbewehrung Querkrafttragfähigkeit der textilen Bewehrung Querkrafttragfähigkeit des Betondruckbogens 151

4 6.1.5 Schlussfolgerungen Tragfähigkeit der Verbundfuge Beanspruchungen infolge Schubverbund der Teilquerschnitte Beanspruchungen infolge Verankerung der Verstärkung Schlussfolgenmgen ' 63 7 Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung Ausblick Literaturverzeichnis 169 A Übersicht der Versuche 186 A. 1 Lagerung der Probekörper 187 A.2 Bewehrungsplan der Balken BQ A.3 Bewehrungsplan der Plattenbalken PB-G 189 A.4 Bewehrungsplan der Plattenbalken PB-S 190 A.5 Messstellenplan der Probekörper 191 A. 6 Lageplan Photogrammetriemessfeld 192 B Übersicht der Materialeigenschaften 193 B. 1 Spanmings-Dehnungs-Linien der Stahlprüfung 193 B.2 Spanmings-Dehnungs-Linien der Dehnkörper (Laborherstellung) 195 B.3 Spannungs-Dehnungs-Linien der Dehnkörper (Praxisherstellung) 196 C Rechnerische Rissbreiten 197 D Neigungswinkel der Hauptstauchung 198 D. 1 Mittlere Neigung im gesamten Messfeld 198 D.2 Mittlere Neigung der Druckstreben 199 E Hauptdehnung innerhalb der Druckstreben 213 F Verhältnis von Textil- zu Stahldehnung 226 G Verschiebungen in der Verbundfuge 227 G.l Balken 2-BQ-12/0(1) 227 G.2 Balken 2-BQ-12/0(2) 227 G.3 Balken 2-BQ-12/2( 1) 228 G.4 Balken 2-BQ-l2/2(2) 231 G.5 Balken 2-BQ-12/3(1) 234 G.6 Balken 2-BQ-12/3 (2) 237 G.7 Plattenbalken 2-PB-G_0( 1) 240

5 G.8 Plattenbalken 2-PB-G_0(2) 240 G.9 Plattenbalken 2-PB-G_2(l) 241 G.10 Plattenbalken 2-PB-G/2(2) 244 G. 11 Plattenbalken 2-PB-G/3 (1) 247 G.12 Plattenbalken 2-PB-G/3(2) 250 G.13 Plattenbalken 2-PB-G/4(l) 253 G. 14 Plattenbalken 2-PB-G/4(2) 256 G.15 Plattenbalken 2-PB-S/0(l) 259 G.16 Plattenbalken 2-PB-S/0(2) 259 G.17 Plattenbalken 2-PB-S/3(l) 259 G.18 Plattenbalken PB-S/3(2) 261 G. 19 Plattenbalken 2-PB-S/4( 1) 264 G.20 Plattenbalken 2-PB-S/4(2) 267 H Schnittgrößcn am Verbundquerschnitt 270 I Formelzeichen Buchstaben Indizes Buchstaben mit Indizes 275

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