Torsionstragfähigkeit von Betonbauteilen mit stabförmiger Bewehrung aus faserverstärktem Kunststoff

Aufgrund der sehr hohen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit sind Bewehrungselemente aus Faserverbundkunststoffen (im Folgenden: FVK) in vielen Fällen eine wirtschaftliche Alternative zu konventioneller Betonstahlbewehrung, dieses vor allem in korrosiver Umgebung. Bei der Bemessung können die für Stahlbeton entwickelten Bemessungsmodelle jedoch nicht ohne weiteres angewendet werden, sondern die Übertragbarkeit ist unter Berücksichtigung der geänderten Materialeigenschaften sorgsam zu untersuchen.

Zur Querkrafttragfähigkeit liegen bereits umfangreiche Versuchsserien an Bauteilen mit FVK-Bewehrung unter Schubbeanspruchung vor, aus denen entsprechende Bemessungsmodelle abgeleitet werden konnten. Demgegenüber fehlen jedoch umfangreiche Erkenntnisse aus Versuchen unter Torsionsbeanspruchung und es ist unklar, inwieweit sich vom Tragverhalten unter Querkraft Rückschlüsse auf die Torsionstragfähigkeit ziehen lassen. Aus diesem Grund fehlt daher zurzeit ein experimentell abgesichertes Bemessungskonzept für Betonbauteile mit FVK-Bewehrung unter Torsionsbeanspruchung, weshalb auch der Entwurf der DAfStb-Richtlinie „Betonbauteile mit nichtmetallischer Bewehrung“, die aktuell vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) erstellt wird, keine Regelung zur Torsionsbemessung enthält.

Daher soll im Rahmen des Forschungsvorhabens eine umfangreiche Literaturrecherche zu Bauteilversuchen mit stabförmiger nichtmetallischer Bewehrung unter Torsionsbeanspruchung durchgeführt werden und alle verfügbaren Torsionsversuche in einer Datenbank zusammengestellt und im Vergleich zu Versuchen mit Betonstahlbewehrung ausgewertet werden.

Um die Datenbasis zu erweitern und verschiedene Effekte des Torsionstragverhaltens zu untersuchen, werden ergänzend eigene Versuche an FVK-bewehrten Bauteilen unter Torsionsbeanspruchung durchgeführt und ausgewertet. Durch Integration von Messfasern in die Bewehrung soll hierbei vor allem die ausnutzbare Dehnung der Bügelbewehrung untersucht werden.

Basierend auf den Untersuchungen soll ein erster pragmatischer und experimentell abgesicherter Bemessungsansatz formuliert werden, der sich am grundsätzlichen Bemessungskonzept der DAfStb-Richtlinie „Betonbauteile mit nichtmetallischer Bewehrung“ orientiert.