Carbonstäbe im Bauwesen - Teil 4: Ermüdungsverhalten von Carbonstäben unter Zugschwellbelastung

In den vergangenen Jahren nahm der Einsatz von nichtmetallischer Bewehrung im Bauwesen immer weiter zu. Vor allem in Deutschland lag dabei das Augenmerk der Forschung in den letzten zwei Jahrzehnten hauptsächlich auf dem Einsatz textiler Bewehrungsstrukturen. Seit einiger Zeit gewinnen jedoch stabförmige Bewehrungselemente ebenfalls an Bedeutung. Um diese auch in Strukturen mit ermüdungswirksamen Belastungen einsetzen zu können, ist es erforderlich, deren Ermüdungsverhalten genauer zu untersuchen.
Der vorliegende Beitrag gibt daher einen Überblick über die Untersuchung von Carbonstäben unter Zugschwellbelastung. Neben der Erstellung von Last-Schwingspiel (S-N)-Linien und der Untersuchung der Resttragfähigkeit von Durchläufern werden auch die Stabdehnungen und Steifigkeiten während der Ermüdungsbelastung betrachtet. Letztendlich kann festgestellt werden, dass das Ermüdungsverhalten der Carbonstäbe, welche den Faserverbundkunststoffen (FVK) zugeordnet werden können, im Großen und Ganzen auch dem bekannten Ermüdungsverhalten von FVK entspricht.

Rebars made of carbon fibres for the use in civil engineering: part 4: fatigue behaviour - tensile fatigue of carbon rebars
During the last years, the use of non-metallic reinforcement in the building industry increased significantly. However, especially in Germany, the research focus was lied on textile reinforcement during the last two decades. But now rebars are taken into account as well. For the use of these reinforcing elements in structures, characterized by fatigue loading, the fatigue behaviour of carbon rebars has to be investigated.
In the presented study, the tensile fatigue behaviour of carbon rebars was investigated. Hereby, stress-number of cycles to failure (S-N) curves were created and residual strengths of runouts were examined. Furthermore, the elongation and stiffness of the rebars during fatigue loading were regarded. Finally, it can be stated that the fatigue behaviour of the carbon rebars, which can be assigned to fiber-reinforced polymers (FRP), also corresponds by and large to the known fatigue behavior of FRP.