Tragverhalten von Betondruckgliedern mit Umschnürung durch geflochtene und gewickelte Carbonrohre - Tragfähigkeitssteigerung durch Aktivierung eines mehraxialen Spannungszustands im Beton

Die Tragfähigkeit von Betondruckgliedern, wie Stützen im Hochbau, kann durch eine Umschnürung gesteigert werden. Dies erlaubt reduzierte Querschnittsabmessungen, geringeres Gewicht der Bauteile sowie einen Geschoßflächengewinn bei gleichem Traglastniveau.
Es werden Untersuchungen zum Tragverhalten an unbewehrten, umschnürten Betonzylindern mit Querschnittdimensionen, die an gängige Hochbaustützen heranreichen, vorgestellt. Gewickelte und erstmals geflochtene Rohre aus kohlefaserverstärktem Kunststoff dienen als Umschnürungen. Durch den Einsatz der Hülle als verlorene Schalung kann auch der Bauablauf im Vergleich zu konventionell geschalten Stützen verbessert werden.
Das gewählte Steifigkeitsverhältnis des Kerns zur Hülle führt zu einem mehraxialen Spannungszustand, durch den die Druckfestigkeit von Beton gegenüber der einachsigen Beanspruchbarkeit erheblich gesteigert werden kann. Für die Auslegung werden deshalb aktuelle Bemessungsmodelle für gewickelte Umschnürungen angewendet und ausgewertet.
Anhand von Druckversuchen an je drei gewickelten und geflochtenen, mit CFK umschnürten Betonzylindern sowie an Betonreferenzprüfkörpern werden Last-Verformungskurven in Axial- und Umfangsrichtung ermittelt. Die mechanischen Eigenschaften der CFK-Umschnürung werden anhand eines Split-Disk-Tests geprüft. Ergebnisse aus analytischen Modellen werden den experimentellen gegenübergestellt und diskutiert.

Structural behaviour of compression members with confinement through braided and wound carbon tubes - Increase of load bearing capacity through activation of a multiaxial stress state in concrete
The strength of concrete compression members such as columns in building construction can be increased through confinement. This allows cross section reductions and lower weight of the construction parts and leads to an increase in usable floor area by equal load-bearing capacity.
Here, investigations are presented concerning the load-bearing behaviour of unreinforced confined concrete cylinders with cross section dimensions of typical columns in building construction. Wound tubes and, for the first time, braided tubes of carbon-fibre-reinforced-plastic serve as confinement. Through the use of the hull as lost formwork, the construction cycle can be improved compared with conventionally formed columns.
The chosen core to hull stiffness ratio leads to a multiaxial stress state that can considerably increase the compressive strength of the concrete compared with the uniaxial load-bearing capacity. For the dimensioning current models of wound confinements are applied and evaluated for the dimensioning.
The load displacement relationships in axial and circumference direction are determined on the basis of compression tests. The samples for these tests consist of reference concrete specimens and three wound and braided CFRP confined concrete cylinders. The mechanical properties of the CFRP confinement are examined with a split disk test. Results from analytic models are compared with the experimental results and are discussed.