Modellierung des Verankerungsverhaltens getränkter textiler Bewehrungen

Das Verbundverhalten und darauf aufbauend das Verankerungsverhalten textiler Bewehrungen lässt sich aufgrund unterschiedlicher geometrischer und mechanischer Eigenschaften der Bewehrung nicht direkt aus den bekannten Regeln des Stahlbetonbaus ableiten. Im Textilbetonbau stellt sich zudem für Bewehrungen, deren maßgebender Verbundmechanismus der Formverbund ist, in vielen Fällen ein Versagen zufolge Sprengrissbildung ein. Die Beurteilung, ob ein Bauteil sprengrissgefährdet ist, erfolgte in der Vergangenheit primär experimentell durch direkte Berücksichtigung in den Versuchen. Im folgenden Beitrag wird hingegen ein Weg aufgezeigt, wie die Sprengrissgefährdung dieser Textilkonfigurationen rechnerisch erfasst werden kann. Dazu wird in einem ersten Schritt das Verbundverhalten textiler Bewehrungen anhand eines Versuchsaufbaus, bei dem eine Sprengrissbildung ausgeschlossen wird, ermittelt. Das Versagen tritt in Form eines Abscherens der Faserstrangrippen (periodische Aufweitung innerhalb einer Maschenweite) auf, was auf hohe örtliche Beanspruchungen schließen lässt. Aufbauend auf den Erkenntnissen wird ein numerisches Modell unter der Diskretisierung der Verbundkraftübertragung in einzelnen Verbundpunkten (die diese hohe örtliche Beanspruchung repräsentieren) entwickelt, das eine Untersuchung des Verankerungsverhaltens und des Normalkraftverlaufs im Faserstrang für Verankerungslängen als Vielfaches der Maschenweite erlaubt. Durch Gegenüberstellung der Verankerungskräfte in den einzelnen Rippen mit einem Spaltwiderstand kann dann überprüft werden, ob das Bauteil sprengrissgefährdet ist.

Modelling of the anchorage behaviour of impregnated textile reinforcement
The bond behaviour and the related anchorage behaviour of textile reinforcement cannot be deduced from the well-established rules in RC-building design, as textile reinforcement exhibits different geometric and mechanical properties. In cases where mechanical interlock is the decisive bond mechanism, a splitting failure was often observed in experimental testing. The assessment of component exposure to splitting failure has been conducted in the past mainly by experimental testing. In this paper a method is introduced on the contrary which allows for the calculation of the splitting failure mode for such a type of textile configuration. In the first step the bond relationship is extracted by means of experimental testing of specimens where a splitting failure can be ruled out. For this purpose a new test setup is introduced. Failure occurs by shearing off the ribs of the reinforcement (corresponds to the regularly repeating variation in cross-sectional dimensions), which indicates high local stress concentrations in this area. On the basis of these findings a numerical model is established, where it is assumed that the bond transfer within a mesh width takes place in a discrete bond section (which represents the area with the high local stresses). This model allows for the prediction of the anchorage behaviour of textile-reinforced concrete. Additionally the progress of the normal force in the fibre strand can be depicted. By comparing the normal forces per mesh width with a splitting resistance, an assessment can be given whether the component is exposed to splitting failure or not.