Faserverbundkunststoff (FVK)‐Bewehrung unter Druckbeanspruchung

Insbesondere aufgrund ihrer vorteilhaften Dauerhaftigkeitseigenschaften und der hohen Zugfestigkeit stellen Bewehrungen auf Basis von Faserverbundkunststoffen (FVK) eine ernstzunehmende Alternative zu herkömmlichem Betonstahl dar. Während die Verwendung von FVK‐Stäben, ‐Gittern oder ‐Bügeln zur Aufnahme von Zugbeanspruchung in der DAfStb‐Richtlinie „Nichtmetallische Bewehrung“ geregelt ist, ist ein Einsatz unter Druckbeanspruchung derzeit normativ ausgeschlossen. Dieser Beitrag stellt eine experimentelle Methodik zur Ermittlung der Druckfestigkeit und des E‐Moduls unter Druckbeanspruchung von stabförmiger FVK‐Bewehrung vor. Insgesamt wurden 95 Versuche an Bewehrungsstäben aus Glas‐, Basalt‐ und Carbonfasern durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen ein lineares Spannungs‐Dehnungs‐Verhalten bis zum spröden Bruch. Basierend auf den Ergebnissen werden Teilsicherheitsbeiwerte abgeleitet, was eine Integration in das Bemessungskonzept nach den Eurocodes ermöglicht. Ergänzend werden Bemessungshilfen für zentrisch und exzentrisch druckbeanspruchte Querschnitte entwickelt und ein Mindestbewehrungsgrad zur Vermeidung von Sprödzugversagen formuliert. Die Ergebnisse dieses Beitrags werden in Teilen die zweite Fassung der DAfStb‐Richtlinie „Nichtmetallische Bewehrung“ ergänzen.

Due to their advantageous durability properties and high tensile strength, fibre reinforced polymer (FRP) reinforcements represent a serious alternative to conventional reinforcing steel. While the use of FRP bars, meshes, or stirrups for resisting tensile stresses is regulated in the DAfStb guideline “Nichtmetallische Bewehrung,” their application in compression is currently excluded by standards. This paper presents an experimental methodology for the determination of the compressive strength and elastic modulus of FRP reinforcement bars. In total, 95 tests were carried out on reinforcement bars made from glass, basalt, and carbon fibres. The results show a linear stress‐strain behaviour up to brittle failure. Based on the results, partial safety factors are derived, enabling integration into the Eurocode design concept. In addition, design aids for centrically and eccentrically compressed cross‐sections are developed, and a minimum reinforcement ratio is defined to prevent brittle tensile failure. The results of this paper will partly contribute to the second edition of the DAfStb guideline „Nichtmetallische Bewehrung“.